Capacité thermique massique du cuivre
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Capacité thermique massique du cuivre
Capacité thermique massique du cuivre But : Déterminer de façon expérimentale la capacité thermique massique du cuivre. Hypothèse : Je devrais obtenir une capacité thermique massique près de 0,38 J/g°C, puisqu'il s'agit de la valeur qu'on retrouve pour le cuivre dans le tableau 3.6 du manuel «Observatoire» p.75. Protocole : Variables : Ti (eau et cuivre), Tf (eau et cuivre), V (eau), m (cuivre) Matériel : Thermomètre, cylindre gradué, balance, verre de polystyrène, calorimètre, plaque chauffante, béchers, solide de cuivre, eau distillée, etc. Manipulations : 1- Chauffer de l’eau du robinet dans un bécher à environ 80 °C. 2- Peser le solide de cuivre. 3- Mettre 100 ml d'eau distillée dans un verre de polystyrène. 4- Placer le verre de polystyrène dans un calorimètre. 5- Noter la température de l'eau du verre de polystyrène. 6- Immerger le solide de cuivre dans l'eau chaude (environ 80°C) pendant au moins 3 minutes. Noter la température de l’eau. (Ti du cuivre) 7- Insérer immédiatement après le solide de cuivre dans le verre de polystyrène et fermer le calorimètre. 8- Attendre et noter la température maximale atteinte par l'eau contenue dans le verre de polystyrène. Données : Volume (V) (ml) Masse (m) (g) 100 ------ -----73,28 Eau distillée Solide de cuivre Analyse : 1- Masse de l'eau (meau) Température initiale (Ti) (°C) 21 62 Température finale (Tf) (°C) 23,5 23,5 2- Chaleur absorbée par l'eau (Q eau) = m/V m = V = (1 g/ml) (100 ml) = 100 g Qeau = mc(Tf – Ti) Qeau = (100g) (4,19 J/g°C) (23,5°C – 21°C) = +1047,5 J 3- Chaleur dégagée par le cuivre (Qcuivre) Qcuivre = - Qeau = -1047,5 J (Loi de la conservation de l'énergie) 4- Capacité thermique massique du cuivre (ccuivre) Qcuivre = mc(Tf – Ti) Ccuivre = Q = - 1047,5 J = m(Tf – Ti) (73,28 g) (23,5°C – 62°C) 0,37 J/g°C Plausibilité : La valeur de 0,37 J/g°C obtenue comme capacité thermique massique du cuivre est très plausible. Elle est assez près de la valeur théorique (0,38 J/g°C). La différence peut facilement s'expliquer par des pertes de chaleur dans l'air, dans le thermomètre sur les parois et ailleurs, mais surtout au manque de sensibilité du thermomètre. L'hypothèse est vérifiée. Conclusion : La capacité thermique massique du cuivre trouvée expérimentalement est de 0,37 J/g°C