correction exercices Précis de Physique-Chimie chapitre 5 à 9

Exercice 3 : Puissance d’un radiateur à eau
Pour cet exercice, il est nécessaire de connaître la relation :
V
t
= D (voir §2.1 chapitre 12). Raisonnons sur le
système « eau ». Exprimons le premier principe : ∆ Heau = Pchauffage
t . A pression constante et en l’absence d’échange
d’énergie sous forme de travail, on obtient : ρVc ( θ − θ ) = P t .
p E S chauffage
V
D’où :
P
ρVcp ( θE −θS
)
= = ρD c ( θ − θ ) ; application numérique : Pchauffage
= 2,8 kW
t
chauffage V p E S
Exercice 4 : Équivalence entre différentes énergies
Système Sac de ciment Gaz
Récepteur
électrique
Voiture
Eau
Formule
E
h =
mg
E
ER
∆ V = − t =
2
P
U
v =
2E
m
E
m = c ∆θ
p
AN
h = 10 km
Remarque : la valeur de g diminue
avec l’altitude.
2
∆ V = − 18 m
diminution de
volume
t = 12 min v = 98 m.s-1
m = 9,5 kg
Exercice 5 : Calcul de mélanges
Le système envisagé est pour chaque ligne l’ensemble des constituants présent dans l’état initial. En appliquant le
premier principe nous obtenons : ∆H + ∆H + ∆H = O
On supposera : θ = 0 ° C ; θ = 100 ° C
fusion
initialement glace initialement eau liquide initialement eau vapeur
ébullition
Il n’est peut être pas inutile de rappeler : LLiquéfaction ou condensation
= − L
vaporisation
Pour résoudre l’exercice, il est nécessaire de faire une hypothèse : l’état final est constitué d’eau entièrement sous
forme liquide. Les quatre expressions algébriques du premier principe correspondant aux quatre lignes sont les
suivantes :
⇒ Pour la 1 ère ligne :
( θ θ ) ( θ θ ) ( θ θ )
m c − + m L + m c − + + m c − = O
1 glace fusion g 1 F 1 eau liquide Finale fusion 2 eau liquide Finale l
Cette équation permet de trouver la valeur de θ Finale .
⇒ Pour la 2 ème ligne :
Si on suppose que toute l’eau est sous forme liquide dans l’état final alors :
( θ θ ) ( θ θ ) ( θ θ )
m c − + m c − − m L + m c − = O
2 eau liquide Finale l 3 eau vapeur ébullition v 3 V 3 eau liquide Finale ébullition
66 ■ Eléments de correction des exercices du chapitre 9 : thermodynamique.