Déterminer la capacité calorifique grâce à un calorimètreProblème

Soit un calorimètre contenant une masse de 250 g d'eau à 24,0°C. On plonge un bloc de fer de 100 g et de température de 200°C dans l'eau. On suit la température du système {eau + fer} pour déterminer la température finale \(\displaystyle{T_f}\).
On négligera l'implication du calorimètre dans les échanges thermiques en supposant le contenu parfaitement isolé de l'extérieur.

Données :

  • Capacité thermique de l'eau : 4186 J.kg−1.K−1
  • Capacité thermique du fer : 444 J.kg−1.K−1

Le calorimètre est un système isolé, pourquoi l'utilise-t-on ?

Quelle est l'expression de l'énergie \(\displaystyle{Q_1}\) cédée par le bloc de fer, en notant sa température final \(\displaystyle{T_f}\) et sa température initiale \(\displaystyle{T_i}\) ?

Quelle est l'expression de l'énergie \(\displaystyle{Q_2}\) captée par l'eau, en notant sa température final \(\displaystyle{T_f}\) et sa température initiale \(\displaystyle{T'_i}\) ?

Que peut-on dire de \(\displaystyle{Q_1}\) et \(\displaystyle{Q_2}\) ?

Quelle est la valeur de \(\displaystyle{T_f}\) ?

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