7/23/2019 Energie Interne Et Calorimtre Exercices Fr 16

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1re SM Mahdade Allal anne scolaire 2015-2016

nergie interne et mesure calorimtrique : Exercices

Rpondre vrai ou faux en justifiant votre rponse :

1. Une variation de temprature saccompagne toujours dun change de lnergie thermique ;

2. Il est possible de refroidir une pice en ouvrant la porte dun rfrigrateur ;

3. Un systme peut changer de lnergie thermique avec lextrieur tout en restant tem-prature constante ;

4. Le rayonnement est un transfert dnergie qui peut se faire dans le vide ;

Exercice 1

Choisir la proposition vraie :

On considre un systme nergtiquement isol et sige des frottementsa. lnergie mcanique de ce systme est constante ;

b. lnergie interne de ce systme ne varie pas ;

c. la variation de lnergie mcanique du systme est gale loppose de la variation de sonnergie interne ;

d. la variation de lnergie cintique du systme est gale loppose de la variation de sonnergie potentielle de pesanteur ;

e. le systme schauffe ;

Exercice 2

Choisir la proposition vraie :

On fournit50J un systme, par travail et le systme cde au milieu extrieur 100Jsous formednergie thermique .1. Lnergie reue par le systme est :

a. W = 50J

b. W = 50J

2. lnergie cde par le systme au milieu extrieur est :

a. Q= 100J

b. Q= 100J

3. la variation de lnergie interne est :

a. U= 150J

b. U= 50J

c. U= 50J

Exercice 3

Fatima veut prendre un bain 35C. Elle fait couler 100l deau chaude 65C, provenant deson cumulus lectrique. Trouvant alors son bain trop chaud, elle y ajoute de leau froide 20C.

1. Quel est le mode de transfert dnergie de leau chaude vers leau froide ?

2. Si les pertes nergtiques sont ngligeables, quel volume deau froide faut-il ajouter ?

3. Quels autres changes nergtiques faudrait-il considrer en ralit ? Le volume deaufroide rel ajouter est-il plus ou moins grand que le rsultat trouv la question prc-dente ?

Exercice 4

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On dispose dun cylindre adiabatique ferm par un piston notamment adiabatique de massem = 500g et de section S = 1dm2 pouvant se dplacer verticalement sans frottement . Lecylindre contient un volume V = 1l dair la temprature 20C.

1. Sachant que la pression externe est P0= 105Pa, calculer la pression de lair contenu dans

le cylindre .

2. On place sur le piston un solide (C) de masse M = 1kg. Le piston se stabilise dans unenouvelle position , et la temprature lintrieur de cylindre est suppose invariante .Calculer la nouvelle pression de lair contenu dans le cylindre .

3. Calculer le travail de la force sur lair comprim sachant que le piston sest dplac de1mm

4. Lair contenu dans le cylindre est suppos un gaz parfait dans les conditions de lexprience, sa temprature est considre inchange . Calculer la variation de lnergie interne delair dans le cylindre .On donne : g= 10N/kg intensit de pesanteur .

Exercice 5

Un cylindre ferm avec un piston mobile contient initialement 10g de vapeur 100C. Onchauffe le systme pour que sa temprature augmente 10C. pendant que la vapeur deau sedtend de 30, 0.106m3 une pression constante de 0, 400MPa.

1. dterminer le travail effectu par la vapeur ;

2. dterminer la quantit de chaleur reue par la vapeur

3. En dduire la variation de son nergie interne ;

Exercice 6

1. Un calorimtre contient une masse m1 = 500g deau temprature 1 = 19

C. On yintroduit une massem2= 150gdeau la temprature2= 25, 7C. La temprature finale

est f= 20, 5C. Calculer la capacit thermique du calorimtre ?Ceau= 4180J/K.kg

2. Dans le mme calorimtre contenant maintenant750g deau 19C, on immerge un blocde cuivre de 550g port 92C. La temprature finale est 23, 5C. Quelle est la capacitthermique massique du cuivre ?

3. Quelle quantit de soda peut on refroidir de 30C 10Cavec un cube de glace de 25gqui sort du rfrigrateur 0C?Donnes :Csoda= 4180J/kg.K. la chaleur latente massique de la glace Lf= 335kJ/kg

Exercice 8

Une plaque lectrique une puissance P= 1200W; on lutilise pour chauffer 1l deau initiale-ment 18C.

1. En considrant que le rendement de chauffage est 65%, en combien de temps peut-onamener leau lbullition (100C) sous 1 atmosphre ?

2. On laisse lbullition se poursuivre pendant 5min avant denlever la casserole. Quellemasse deau reste-t-elle alors ? Donnes : La masse volumique de leau : eau = 1g/cm

3 ;Ceau= 4180J/kg.K. la chaleur latente massique de vaporisation Lvap = 2258kJ/kg

Exercice 9

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