energie thermique

La bouilloire contient un recipient avec 0,750L d'eau, l'ensemble est à la temperature de 20degresC
L'energie E nécessaire pour elever la temperature d'un valeur T d'une amsse m d'eau, caracterisée par la chaleur massique c est donnée par la relation :
E= m.C.T

Avec C = 4,187 kJ.kg-1.K-1 Masse volumique de l'eau =1,0kg/L


a : Calculer la masse m d'eau contenue dans la bouilloire

b: calculer l'energie e necessaire pour elever l'eau de la bouilloire a une temperature a 90degres

c: Le recipient contenant l'eau absorbe 1?5kj pour elever sa temprature a 1dregesC. Calculer l'energie necessaire pour elever la temprature du recipient a 90dregresC.

d: Calculer l'nergie totale necessaire pour porteer l'ensemble "eau et repient" a la temperature de 90 degres C

e: representer le bilan energitique du systeme "eau et recipient"

f: determiner le rendemant n2 de ce systeme


Où j'en suis :

Alors voila j'ai eu cet exercice lors d'un controle, et je n'est malheureusement rien compris, pour moi il n'y avait pas assez de donnée, je vous en remercie si vous pouvez m'aider, je voudrais juste comprendre cette exercices car il m'intgre et j'ai essayer de refaire , rien a faire. Merci d'avance de votre aide

La question a est trop facile...

On a 0.75 L d'une substance dont la masse volumique est de 1.0 kg/L... en toute logique, on a donc une masse d'eau de 0.75 kg

b:

Il suffit d'appliquer la formule E = m * C * T

Température_initiale = 20°
Température_finale = 90°
C = 4.187 kJ.kg-1.K-1

Les températures sont exprimées en Celcius, pour les avoir exprimées en Kelvin, il faudrait ajouter 273.15...

Mais comme l'élévation de température c'est la température finale moins la température initiale, les 273.15 qu'il faudrait ajouter aux températures se soustraient l'un l'autre...

On a donc le droit d'écrire

Delta_T = 90 - 20 = 70 K

et maintenant, on a tout ce qu'il faut pour calculer E :

E = 0.75 * 4.187 * 70 = 219.8175 kJ

c:

Pour le récipient, on a la même chose... C'est une masse de matière qui s'échauffe d'une différence de température. Si on connaissait C_récipient et m_récipient, ce serait la même formule E = m.C.T appliquée au matériau du récipient...

Mais ici, on ne nous donne rien de tout ce qu'il faudrait pour ça... mais on nous donne autre chose, c'est la quantité d'énergie qu'il faut pour élever la masse de matière qui constitue le récipient (en fait, c'est m_récipient * C_récipient)

Pour celui-ci, Delta_T = 70 K (il est à température ambiante au début) et pour chaque degré d'élévation de sa température, il faut apporter une énergie de 1.5 kJ

Il faut donc apporter

E_récipient = 1.5 * 70 = 105 kJ

d:

Maintenant, on fait la somme des énergies, c'est ce qu'il faut apporter pour chauffer l'eau et le récipient

E_totale = E_eau + E_récipient

E_totale = 219.8175 + 105 = 324.8175 kJ

e:

Le bilan énergétique dit que tout ce qui est apporté pour être mangé sera mangé...

C'est exactement ce que dit la formule E_totale, c'est la façon dont le plat de bouffe est partagé entre les convives.

f:

On peut calculer le rendement de la bouilloire, puisque l'énergie ayant servi à chauffer le récipient sera dissipée dans l'air ambiant une fois qu'il sera refroidi, cette énergie est perdue.

Le rendement n2 est donc n2 = E_utile / E_totale

d'où n2 = 219.8175 / 324.8175 = 0.677, soit 67.7 %

Voilà pour cette partie du problème.

Si c'est la même bouilloire que l'autre, le rendement total vaut le produit des rendements électrique et thermique...

n_total = n1 * n2

On a n1 = 0.913

ce qui donne un rendement total thermique et électrique

n_total = 0.677 * .0913 = 0.618, soit 61.8 %

Ceci veut dire que près de 40 % de l'électricité nécessaire à produire de l'eau chaude avec ce machin est perdue (elle sert à chauffer les pattes des petits oiseaux perchés sur les fils électriques...)