Exercice corrigé Ancien programme

Chaleur reçue par un liquide

On considère une masse d'eau dont la température initiale est . On introduit le liquide dans un récipient adiabatique en même temps qu'un conducteur ohmique de résistance . On branche un générateur de tension continue aux bornes de R.

Un courant d'intensité circule dans le circuit pendant un temps .

L'eau liquide a une capacité thermique .

1. Que signifie le terme « adiabatique » ?

2. Comment s'exprime la puissance dissipée par le conducteur ohmique ? Calculer sa valeur numérique.

3. Déduire de la question précédente l'expression de l'énergie E totale dissipée par la résistance. Calculer sa valeur numérique.

4. Exprimer la chaleur Q reçue par l'eau en fonction de la masse m, de la capacité thermique c de l'eau et d'une différence de température.

5. Calculer la température finale Tf de l'eau.

1. Adiabatique est un adjectif signifiant : sans échange de chaleur entre le système étudié et le milieu extérieur.

2. La puissance électrique s'écrit :

et vaut .

3. On sait que , soit une énergie dissipée en  :

.

4. Si on néglige les pertes d'énergie, la totalité de la chaleur dissipée par effet Joule est transférée à l'eau, soit .

5. On déduit la température finale :

.

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