But du TP

Classe de 1ère S.
TP n°12 physique.
Effet Joule. Initiation à la calorimétrie.
Lycée François Arago.
Objectifs du TP :
 Réaliser un montage électrique.
 Tester la loi de Joule.
1. Protocole :
1. Réaliser le montage électrique, le faire vérifier.
2. Verser une masse m=250g d’eau (relever la valeur exacte).
3. Ne pas oublier de prendre en compte la valeur en eau du caolrimètre (µ=48g)
4. Pour chaque mesure, procéder de la manière suivante :
● Régler rapidement, à l’aide du bouton I du générateur la valeur de l’intensité I,
● Relever la température θ i d’équilibre thermique du calorimètre.
●
●
●
●
A la date t i = 0 , déclencher le chronomètre. Relever les valeurs de UAB et I.
Après 240 s, noter la température θ f .
Recommencer avec la valeur suivante de l’intensité.
Compléter le tableau de mesures:
Mesure
n°
1
2
3
4
5
6
I (A)
UAB (V)
θ i (°C)
θ
f
(°C)
θ f − θ i (°C)
I 2 ( A2 )
Q (J)
0,5
1
1,5
2
2,5
3
2. Exploitation :
2.1. Détermination de la résistance du conducteur ohmique
1°/
2°/
3°/
4°/
Tracer la représentation graphique de U AB = f (I ) .
Noter la valeur du coefficient directeur.
Déterminer la valeur de la résistance R du dipôle employé.
En déduire la conductance G de ce dipôle.
2.2. Test de la loi de Joule
1°/ Faire un diagramme d’énergie pour le dipôle.
2°/ L’énergie reçue par l’ensemble {calorimètre + eau} est proportionnelle à son élévation
de température.
RAPPEL : Il faut fournir 4,18 kJ pour élever de 1°C la température d’un kilogramme d’eau.
Exprimer le coefficient de proportionnalité entre l’énergie Q reçue par l’ensemble
{calorimètre + eau} et sa variation de température.
Q=
V.Bonnafoux Bonnaud.
(θ
f
− θi)
Année scolaire 2006 –2007.
Classe de 1ère S.
TP n°12 physique.
Effet Joule. Initiation à la calorimétrie.
Lycée François Arago.
3°/ Calculer Q pour chaque tableau de mesures.
4°/ Influence de l’intensité du courant :
2
● Tracer la représentation graphique de Q = f ( I ) .
● Modéliser les résultats par une droite et noter la valeur du coefficient directeur.
● Comparer le coefficient directeur avec la valeur de R. ∆ t .
AUTRES MANIPULATIONS POSSIBLES (qui ne seront pas réalisées)
5°/ Influence du temps de fonctionnement : (manipulation possible qui ne sera pas effectuée)
● Tracer la représentation graphique de Q = g ( ∆ t ) .
● Modéliser les résultats par une droite et noter la valeur du coefficient directeur.
● Comparer le coefficient directeur avec la valeur de R.I 2 .
6°/ Influence la résistance du dipôle : (manipulation possible qui ne sera pas effectuée)
● Tracer la représentation graphique de Q = h( R ) .
● Modéliser les résultats par une droite à l’aide du tableur et noter la valeur du
coefficient directeur.
2
● Comparer le coefficient directeur avec la valeur de I . ∆ t .
3. Conclusion :
Pour le dipôle, comparer le travail électrique We reçu et l’énergie Q cédée à l’ensemble
{calorimètre + eau} par transfert thermique.
Les résultats expérimentaux sont-ils en accord avec la loi de Joule ?
V.Bonnafoux Bonnaud.
Année scolaire 2006 –2007.