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MESURE DE LA CAPACITÉ
CALORIFIQUE D’UN CALORIMÈTRE
Données expérimentales
Nous avons travaillé au moyen d’un calorimètre n’échangeant ni énergie ni matière avec le
milieu extérieur (système « isolé »). Selon le 1er principe de la thermodynamique, l’énergie
interne d’un système isolé est constante.
En mélangeant de l’eau chaude à de l’eau froide, la quantité de chaleur (Q) perdue par l’eau chaude
a été entièrement transférée à l’eau froide contenue dans le calorimètre et aux parois du calorimètre
lui-même.
Le signe de Q indique le sens du transfert :
- si de l’énergie thermique est perdue, Q est négatif
- si de l’énergie thermique est gagnée, Q est positif.
On peut déterminer la quantité de chaleur perdue ou gagnée par un système si l’on connait la
capacité calorifique (C) de ce système, c’est-à-dire le rapport entre la chaleur perdue ou fournie et la
diminution ou l’augmentation de température produite. C étant une propriété extensive, il est usuel
d’utiliser la capacité calorifique spécifique (Cs, souvent appelée chaleur spécifique), qui est la
capacité calorifique divisée par la masse de l’échantillon.
La quantité de chaleur perdue par l’eau chaude est égale à la chaleur spécifique de l’eau liquide
multipliée par la masse d’eau chaude et par la différence de température mesurée entre la
température du mélange à l’équilibre et la température initiale de l’eau chaude.
La quantité de chaleur gagnée par l’eau froide est égale à la chaleur spécifique de l’eau liquide
multipliée par la masse d’eau froide et par la différence de température mesurée entre la température
du mélange à l’équilibre et la température initiale de l’eau froide.
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MESURE DE LA CAPACITÉ
CALORIFIQUE D’UN CALORIMÈTRE
La quantité de chaleur gagnée par le calorimètre est égale quant à elle à la capacité calorifique du
calorimètre multipliée par la différence de température mesurée entre la température du mélange à
l’équilibre et la température initiale du calorimètre, égale à celle de l’eau froide.
Nous transformons cette relation mathématique afin d’isoler la capacité calorifique du calorimètre.
Connaissant la chaleur spécifique de l’eau liquide, en introduisant nos données expérimentales dans
cette relation mathématique, nous obtenons la valeur de la capacité calorifique du calorimètre pour
chaque expérience.
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Nous déduisons ensuite la valeur moyenne de la capacité calorifique de ce calorimètre.
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