[modifier] Bienvenue sur WikiÉduQuébec!

En bref, WikiÉduQuébec se veut comme étant un outil pédagogique pour les professeurs et les étudiants. Il encourage la centralisation des ressources pédagogiques dans le but de leur donner une plus grande visibilité sur le web et de permettre de les améliorer facilement. Il est un site web communautaire à but non lucratif et a besoin de l'aide des contributeurs pour progresser.

Par contre, le site est en restructuration majeure. Ainsi donc, la modification de pages et la création de compte a été désactivée temporairement. Si vous avez une modification majeure ou désirez contacter l'administrateur pour toute autre raison, n'hésitez pas à le faire à l'adresse de courriel suivante: maximead@gmail.com . Je me ferai un plaisir de vous répondre!

Chimie 534:Loi des transferts d'énergie

Un article de WikiÉduQuébec.

Aller à : Navigation, Rechercher

Retour à Chimie 534

Incomplet

Cet article est incomplet ou nécessite des précisions. Vous pouvez le modifier en cliquant ici.

Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme.

Sommaire

1 Facteurs influençant les transferts de chaleur
2 La détermination de la température finale d'un mélange
3 La calorimétrie
4 La chaleur de combustion
5 La chaleur de dissolution

[modifier] Facteurs influençant les transferts de chaleur

La masse

La température

La chaleur massique (ou capacité thermique massique)

[modifier] La détermination de la température finale d'un mélange

Dans un mélange, les substances impliquées sont portées à se transférer entre elles de l'énergie jusqu'à ce qu'elles atteignent toutes deux la même température. Les transferts d'énergie ont lieu toujours dans le même sens : l'énergie passe de la substance contenant le plus d'énergie à la substance en contenant le moins. Ainsi, la substance contenant le plus d'énergie verra sa température s'abaisser, tandis que la substance en contenant le moins, elle, la verra augmenter. Cependant, cela ne se fait pas instantanément et il faut attendre un certain temps afin que le transfert d'énergie soit complété.

L'équation suivante exprime la relation entre les masses, les chaleurs massiques et les températures des substances 1 et 2 :

$(m_1\cdot c_1\cdot t_1) + (m_2\cdot c_2\cdot t_2) = (m_1\cdot c_1\cdot t_f) + (m_2\cdot c_2\cdot t_f)~$

Par exemple, l'eau a une chaleur massique d'environ $4,19 \frac {J}{g \cdot~^\circ C}$ selon la plupart des ouvrages. Donc, dans un cas où l'on mélangerait deux masses d'eau de températures différents, la formule serait la suivante :

$(m_1\cdot 4,19\cdot t_1) + (m_2\cdot 4,19\cdot t_2) = (m_1\cdot 4,19 \cdot t_f) + (m_2\cdot 4,19 \cdot t_f)~$
Dans ce cas-ci, les chaleurs massiques peuvent s'annuler puisqu'elles sont de chaque bord de l'équation ce qui simplifie le calcul.
On obtient donc :
$(m_1 \cdot t_1) + (m_2 \cdot t_2) = (m_1\cdot t_f) + (m_2\cdot t_f)~$

Il faut prendre en note que la chaleur massique s'exprime comme suit: $\frac{kJ}{(kg\cdot~^\circ C)}$ ou n'importe qu'elle variante algébrique possible.

[modifier] La calorimétrie

La calorimétrie a pour objet la mesure du dégagement ou de l'absorption de chaleur ayant lieu au cours d'une réaction chimique. On nomme calorimètre l'instrument de mesure utilisé. Il s'agit d'un contenant fermé et isolé dans lequel on insère les réactifs. La formule utilisée pour calculer la perte ou le gain d'énergie (sous forme de chaleur) est :
$Q = m \cdot c \cdot \Delta t$

où $Q~$ est la variable qui représente la quantité d'énergie gagnée ou perdue,
où $m~$ est la variable qui représente la masse du corps qui subit une perte ou un gain d'énergie,
où $c~$ est la variable qui représente la chaleur massique du corps,
où $\Delta t~$ est la variable qui représente la variation de température (en Kelvin ou Celsius) du corps.

Note : pour que ce calcul soit valable, il faut faire en sorte que les unités de masse correspondent aux unités de la chaleur massique. Par exemple, si on a comme masse 50 g, la chaleur massique devra être exprimée en $\frac{J}{g \cdot~^\circ C}$ . Il serait aussi possible de convertir la masse en kg et la chaleur massique en $\frac{KJ}{kg \cdot~^\circ C}$ .

Exemple :

On a, dans un calorimètre, 1000 g d'eau dont la température initiale est de 23°C. On décide de faire chauffer cette eau jusqu'à 100°C pour faire du thé. Quelle énergie a-t-on dû fournir à cette quantité d'eau pour l'amener à cette température?

$m = 1000~g$
$c = 4,19 \frac {J}{g \cdot~^\circ C}$
$\Delta t = 100^\circ C - 23^\circ C = 77^\circ C$