Déterminer la capacité calorifique grâce à un calorimètreProblème

Soit un calorimètre contenant une masse de 300 g d'eau à 27,0°C. On plonge un bloc de cobalt de 200 g et de température de 150°C dans l'eau. On suit la température du système {eau + cobalt} pour déterminer la température finale 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 cobalt : 420 J.kg−1.K−1

Le calorimètre est un système isolé.

Pourquoi l'utilise-t-on ?

a

Quelles sont les températures T_{haute} et T_{basse} du cobalt ?

b

Quelle est l'expression de l'énergie Q_1 cédée par le bloc de cobalt en fonction de T_f ?

a

Quelles sont les températures T_{haute} et T_{basse} de l'eau ?

b

Quelle est l'expression de l'énergie Q_2 reçue par l'eau en fonction de T_f ?

Que peut-on dire de Q_1 et Q_2 ?

Quelle est la valeur de T_f ?

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