chauffer de l'eau par effet joule

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chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar Nawfal 1ère S le Mer 29 Mar 2017 00:46

Dans un vase calorimétrique de capacité calorifique 120 J/K contenant 300g d’eau, on immerge un
conducteur ohmique de résistance 1,5.
1-) A quelle tension doit-on soumettre ce conducteur si l’on veut que l’augmentation de la température soit
de 4°C après une durée de 2 minutes ?
2-) Quelle est l’énergie électrique consommée pendant la durée de l’expérience ?
j'ai un gros probleme je ne sais pas comment commencer afin d'arriver au resultat ni quelle relation utilisée
Nawfal 1ère S
 

Re: chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar SoS(45) le Mer 29 Mar 2017 04:40

Bonjour Nawfal,
L'exercice est simple, il faut juste que vous répondiez aux questions suivantes pour pouvoir le faire:
1. Quelle énergie dois-je fournir pour amener l'eau à la température voulue? Ne pas oublier que l'eau est contenue dans un récipient.
2. Comment je fournis cette énergie? Grâce à de l'électricité alors, je recherche la formule qui donne l'énergie électrique E et j'en déduis U en fonction de E, R (seule donnée du circuit électrique) et \(\Delta\)t. Si vous avez l'impression qu'il vous manque une donnée alors n'oubliez pas la loi d'Ohm.
3. Si vous n'avez pas oublié une partie du texte donnant un rendement, alors la dernière question est vraiment très simple.
Je suis bien sûr à votre disposition pour vous aider dans la résolution de cet exercice. Commencez et à bientôt!
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Re: chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar Nawfal 1ère S le Mer 29 Mar 2017 17:31

oui je suis daccord avec vous mais pour la première etape de votre démarche c'est elle ou je bloque
Nawfal 1ère S
 

Re: chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar SoS(45) le Mer 29 Mar 2017 18:04

L'énergie qu'il faut fournir l'est sous forme de chaleur Q. Vous devez bien avoir une formule dans votre cours.
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Re: chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar Nawfal 1ère S le Mer 29 Mar 2017 18:23

daccord donc on va faire Q=Cx2mn+ m eau x c eau x 2mn
et je pense qu'on dois faire Pj=Q/deltaT
ÉQUIVAUT R.I²=Q/delta T
et selon la loi d'ohm U²/R²=i²
on en deduit que RxU²/R=Q/delta T
jespere que c'est juste
Nawfal 1ère S
 

Re: chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar SoS(45) le Mer 29 Mar 2017 18:41

C'est pas mal, mais c'est quoi 2mn?
Q=Cx2mn+ m eau x c eau x 2mn

Si c'est deux minutes, vous n'avez pas vraiment compris votre formule: Q = m\(C_{eau}\)delta T avec T la variation de température en degré Celsius ou en Kelvin puisqu'il s'agit d'une variation de température.
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Re: chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar Nawfal 1ère S le Mer 29 Mar 2017 18:53

oups j'ai juste commis une petite erreur normalement c'est Q=Cx4degre+m eau x c eau x 4 degre
donc en gros U= \(\sqrt{QxR/2mn}\) j'ai utiliqsee la loi d'ohm pour avoir I² vu elle est inconnue si il y'a une faàon plus mieux vous pouvez me montrer et merci d'avoir consacrer du temps
Nawfal 1ère S
 

Re: chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar SoS(45) le Mer 29 Mar 2017 19:08

La démarche est bonne mais vous devriez donner les formules apprises sans y mettre les données de l'exercice, c'est ce que l'on appelle des expressions littérales qui sont demandées le jour du bac alors il vaut mieux s'y habituer tout de suite.
Q=Cx4degre+m eau x c eau x 4 degre

vous devez écrire: Q = C deltaT + m Ceau delta T
De même vous devez citer la loi d'Ohm: U = RI et donc...
Il en va de même pour votre formule suivante (qui est bonne) dans laquelle vous devez mettre delta t avec t un temps.
Faites donc les calculs afin que je sois sûre que vous maîtrisez les unités.
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Re: chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar Nawfal 1ère S le Mer 29 Mar 2017 19:16

R=1.5 ohm
delta teta =4degre celcus
C=120K/J
m=300 x \(10^{-3}\)
c eau=4.18 j/kg/k
delta t = 2 x 60 s
j'ai un doute pour l'unite de delta t jai mis en seconde car je l'unite international est s
Nawfal 1ère S
 

Re: chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar SoS(45) le Mer 29 Mar 2017 19:33

c eau=4.18 j/kg/k
c'est plutôt c eau=4.18 kj/kg/k
Vous avez raison, toutes les durées s'expriment en seconde dans les formules du système international.
Faites les calculs.
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Re: chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar Nawfal 1ère S le Mer 29 Mar 2017 19:42

U=8.2 V
POUR 2 j'ai une idée j'éspere que c'est la bonne
on a We=Pe x delta T
=UxI x delta T
=U x U/R x delta T
U = 8.2 V
R=1.5 ohm
delta T = 2 x 60 s
Nawfal 1ère S
 

Re: chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar SoS(45) le Mer 29 Mar 2017 19:55

Votre valeur est à peu près bonne, il s'agit surement d'un problème d'arrondi, je trouve 8,3 V.
Quand vous avez calculé Q, il s'agit de l'énergie à fournir au système (eau, contenant) et c'est donc celle qui doit être donnée par l'électricité.
Généralement il y a toujours des pertes dans les fils et à l'intérieur du générateur et donc il faut fournir plus d'énergie électrique que l'eau en recevra, c'est la raison pour laquelle je vous demandais si votre énoncé était complet.
Si vous faites le calcul de We vous devez retrouver la même valeur à condition de ne pas vous tromper dans la formule:
We=Pe x delta T
Attention, il ne s'agit pas de T (Température) mais de t (temps).
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Re: chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar Nawfal 1ère S le Mer 29 Mar 2017 20:14

bravo prof j'ai bien trouver apres avoir ajuster les chiffres significatifs et j'ai bien trouver que We = Q =5.5 x \(10^{3}\)
Nawfal 1ère S
 

Re: chauffer de l'eau par effet joule

Messagepar SoS(45) le Mer 29 Mar 2017 20:28

C'est bien, prenez aussi l'habitude de mettre des unités derrière chaque nombre, encore une bonne habitude pour l'épreuve future du bac.
Je ne sais pas si vous avez compris ce que je vous ai dit, c'est normal de retrouver cette valeur de Eélec puisque on est parti de cette valeur pour trouver U. Peut être serait-il intéressant dans cet exercice d'intervertir les deux questions, je ne sais pas, vous verrez ce qu'attend votre professeur.
Bonne continuation.
SoS(45)
 
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