Soit 350 g d'eau que l'on chauffe de 25°C à 90°C.
Quelle est la quantité d'énergie thermique transférée sachant que la capacité thermique massique de l'eau est c = 4{,}185 \times 10^{3} J.kg-1.K-1 ?
L'expression générale permettant de déterminer l'énergie thermique transférée à un corps est :
Q= m \times c \times \Delta T
Avec :
- m, la masse du corps (en kg)
- c, la capacité thermique massique du corps (en J.kg-1.K-1)
- \Delta T, la différence entre la température finale et initiale (en K)
- Q, l'énergie thermique transférée au corps (J)
On peut remarquer que \Delta T représentant une différence de température, que celles-ci soient toutes deux exprimées en degrés Celsius ou Kelvin est indifférent.
L'unité de masse apparaissant dans celle de la capacité calorifique étant le kilogramme, la masse de l'eau, donnée en grammes (g), doit être convertie en kilogrammes :
m = 350 g, soit m = 350 \times 10^{-3} kg
D'où l'application numérique suivante :
Q= 350 \times 10^{-3} \times 4{,}185 \times 10^{3} \times \left(90 - 25\right)
Q= 9{,}5 \times 10^{4} J
L'énergie thermique transférée à l'eau est de 9{,}5 \times 10^{4} Joules.
Soit une masse d'air humide ( m = 9{,}5 \times 10^{-1} kg) qu'on chauffe de 10°C à 25°C.
Quelle est la quantité d'énergie thermique transférée sachant que la capacité thermique massique de l'air humide est c = 1{,}020 \times 10^{3} J.kg-1.K-1 ?
L'expression générale permettant de déterminer l'énergie thermique transférée à un corps est :
Q= m \times c \times \Delta T
Avec :
- m, la masse du corps (en kg)
- c, la capacité thermique massique du corps (en J.kg-1.K-1)
- \Delta T, la différence entre la température finale et initiale (en K)
- Q, l'énergie thermique transférée au corps (J)
On peut remarquer que \Delta T représentant une différence de température, que celles-ci soient toutes deux exprimées en degrés Celsius ou Kelvins, cela ne change rien.
L'application numérique, une fois tenu compte des éventuelles conversions, donne :
Q= 9{,}5 \times 10^{-1} \times 1{,}020 \times 10^{3} \times \left(25 - 10\right)
Q= 1{,}5 \times 10^{4} J
L'énergie thermique transférée à l'air humide est de 1{,}5 \times 10^{4} Joules.
Soit une masse d'azote pur ( m = 8{,}55 \times 10^{-1} kg) qu'on chauffe de 10,5°C à 25,0°C.
Quelle est la quantité d'énergie thermique transférée sachant que la capacité thermique massique de l'air humide est c = 1{,}042 \times 10^{3} J.kg-1.K-1 ?
L'expression générale permettant de déterminer l'énergie thermique transférée à un corps est :
Q= m \times c \times \Delta T
Avec :
- m, la masse du corps (en kg)
- c, la capacité thermique massique du corps (en J.kg-1.K-1)
- \Delta T, la différence entre la température finale et initiale (en K)
- Q, l'énergie thermique transférée au corps (J)
On peut remarquer que \Delta T représentant une différence de température, que celles-ci soient toutes deux exprimées en degrés Celsius ou Kelvins, cela ne change rien.
L'application numérique, une fois tenu compte des éventuelles conversions, donne :
Q= 8{,}55 \times 10^{-1} \times 1{,}042 \times 10^{3} \times \left(25{,}0 - 105\right)
Q= 1{,}29 \times 10^{4} J
L'énergie thermique transférée à l'azote est de 1{,}29 \times 10^{4} Joules.
Soit une masse d'aluminium ( m = 8{,}5 \times 10^{-2} kg) qu'on chauffe de 20°C à 250°C.
Quelle est la quantité d'énergie thermique transférée sachant que sa capacité thermique massique est c = 0{,}897 \times 10^{3} J.kg-1.K-1 ?
L'expression générale permettant de déterminer l'énergie thermique transférée à un corps est :
Q= m \times c \times \Delta T
Avec :
- m, la masse du corps (en kg)
- c, la capacité thermique massique du corps (en J.kg-1.K-1)
- \Delta T, la différence entre la température finale et initiale (en K)
- Q, l'énergie thermique transférée au corps (J)
On peut remarquer que \Delta T représentant une différence de température, que celles-ci soient toutes deux exprimées en degrés Celsius ou Kelvins, cela ne change rien.
L'application numérique, une fois tenu compte des éventuelles conversions, donne :
Q= 8{,}5 \times 10^{-2} \times 0{,}897 \times 10^{3} \times \left(250 - 20\right)
Q= 1{,}8 \times 10^{4} J
L'énergie thermique transférée à l'aluminium est de 1{,}8 \times 10^{4} Joules.
Soit une masse de cuivre ( m = 7{,}50 \times 10^{2} kg) qu'on chauffe de 20,0°C à 90,0°C.
Quelle est la quantité d'énergie thermique transférée sachant que sa capacité thermique massique est c = 0{,}385 \times 10^{3} J.kg-1.K-1 ?
L'expression générale permettant de déterminer l'énergie thermique transférée à un corps est :
Q= m \times c \times \Delta T
Avec :
- m, la masse du corps (en kg)
- c, la capacité thermique massique du corps (en J.kg-1.K-1)
- \Delta T, la différence entre la température finale et initiale (en K)
- Q, l'énergie thermique transférée au corps (J)
On peut remarquer que \Delta T représentant une différence de température, que celles-ci soient toutes deux exprimées en degrés Celsius ou Kelvins, cela ne change rien.
L'application numérique, une fois tenu compte des éventuelles conversions, donne :
Q= 7{,}50 \times 10^{2} \times 0{,}385 \times 10^{3} \times \left(90{,}0 - 20{,}0\right)
Q= 2{,}02 \times 10^{7} J
L'énergie thermique transférée au cuivre est de 2{,}02 \times 10^{7} Joules.
Soit une masse de diamant ( m = 8{,}55 \times 10^{-3} kg) qu'on chauffe de 20,0°C à 900,0°C.
Quelle est la quantité d'énergie thermique transférée sachant que sa capacité thermique massique est c = 502 J.kg-1.K-1 ?
L'expression générale permettant de déterminer l'énergie thermique transférée à un corps est :
Q= m \times c \times \Delta T
Avec :
- m, la masse du corps (en kg)
- c, la capacité thermique massique du corps (en J.kg-1.K-1)
- \Delta T, la différence entre la température finale et initiale (en K)
- Q, l'énergie thermique transférée au corps (J)
On peut remarquer que \Delta T représentant une différence de température, que celles-ci soient toutes deux exprimées en degrés Celsius ou Kelvins, cela ne change rien.
L'application numérique, une fois tenu compte des éventuelles conversions, donne :
Q= 8{,}55 \times 10^{-3} \times 502 \times \left(900{,}0 - 20{,}0\right)
Q= 3{,}78 \times 10^{3} J
L'énergie thermique transférée au diamant est de 3{,}78 \times 10^{3} Joules.
Soit une masse d'éthanol ( m = 7{,}50 kg) qu'on chauffe de 7,50°C à 22,5°C.
Quelle est la quantité d'énergie thermique transférée sachant que sa capacité thermique massique est c = 2{,}460 \times 10^{3} J.kg-1.K-1 ?
L'expression générale permettant de déterminer l'énergie thermique transférée à un corps est :
Q= m \times c \times \Delta T
Avec :
- m, la masse du corps (en kg)
- c, la capacité thermique massique du corps (en J.kg-1.K-1)
- \Delta T, la différence entre la température finale et initiale (en K)
- Q, l'énergie thermique transférée au corps (J)
On peut remarquer que \Delta T représentant une différence de température, que celles-ci soient toutes deux exprimées en degrés Celsius ou Kelvins, cela ne change rien.
L'application numérique, une fois tenu compte des éventuelles conversions, donne :
Q= 7{,}50 \times 2{,}460 \times 10^{3} \times \left(22{,}5 - 7{,}50\right)
Q= 2{,}77 \times 10^{5} J
L'énergie thermique transférée au cuivre est de 2{,}77 \times 10^{5} Joules.