Laboratoire sur les pertes d'énergies

[Omar2015]

Bonjour je suis un étudiant de 5e secondaire à l'international (IB) et j'ai un laboratoire à réaliser en chimie. Je n'ai pas beaucoup d'ides de ce que je peux faire alors jai besoin d'aide.

Voici mon mandat:
"Étudier un facteur qui influence la quantité d'énergie perdue pendant une experience. Cependant le temps ne pourra être utilisé comme facteur influençant les pertes d'énergies. "

Il faut que ça aille rapport avec le rendement énergétique qui doit être inférieur que 100%. Aussi, le professeur nous a permis d'aller dans le domaine de la physique pour réaliser cette tache.

Quelqu'un aurait une idée pour moi? Ce sera très bien apprécié!

[darrigan]

Bonjour,

Je ne sais pas trop à quoi correspond le niveau "5e secondaire à l'internationale".

Les facteurs qui peuvent influencer une réaction sont : la concentration des réactifs, la température, la pression...
Là, il semble que tu t'intéresses à la chaleur dégagée par une réaction, donc à l'enthalpie ?
Ou bien à un réacteur chimique qui a des pertes de chaleur en raison de son isolation thermique ?

[ecolami]

Bonjour,
Dans l'intitulé on lit

Cependant le temps ne pourra être utilisé comme facteur influençant les pertes d'énergies. "

ce qui complique sérieusement les choses.
J'imaginerai une machine thermique fonctionnant avec des écarts de température variables. On aurait alors un rendement de Carnot différent et donc pour un même TRAVAIL des pertes de chaleur différentes.
On reste dans le domaine physique, sans réactions chimiques.

[Maurice]

Une expérience toute simple et vite faite serait de prendre un récipient contenant un peu d'eau (une masse m1) à température ambiante, et d'en mesurer la température Ti(qui doit être stable dans le temps).
Puis tu trempes quelques minutes un ou plusieurs gros objets de fer (boulon, écrou, que sais-je) dans un bécher contenant de l'eau bouillante, puis de les extraire avec une pince et les tremper sans tarder dans le récipient contenant ton eau froide et le thermomètre. Mesurer la température finale Tf.
Soit m2 la masse totale de tes boulons et écrous.

La quantité de chaleur acquise par l'eau froide sera : Q1 = m1·4.185·(Tf - Ti)
La quantité de chaleur perdue par les objets chauds trempés dans l'eau sera : Q2 = m·C·(100 - Tf), avec une chaleur massique C, qui vaut, pour le fer = 440 J/kg/K

En théorie, ces deux grandeurs Q1 et Q2 devraient être égales. Tu verras sûrement que ce n'est pas le cas, et que Q2 > Q1. Ce qui indique qu'une partie de la chaleur cédée par le corps chauds ont servis à chauffer autre chose que l'eau, donc peut-être le récipient, et l'air environnant. Le rendement est le rapport de ces deux grandeurs. Il est inférieur à 100%.

Tu verras aussi que tu as avantage à prendre m1 le plus petit possible,et m2 le plus grand possible, car l'élévation de température T2 - T1 risque d'être très faible. Tu verras aussi que tu as avantage à prendre un récipient le plus mince possible, comme un gobelet en plastique fin.

[ecolami]

Bonsoir,
L'explication serait-elle la surface des objets en fer?

[alexchimiste]

Comment ça écolami?

[ecolami]

Bonsoir,
J'ai cherché, dans l'énoncé de Maurice ce qui pouvait expliquer ces différences:

un ou plusieurs gros objets de fer

J'ai alors pensé que la surface d'émission de chaleur (ou d'évaporation de l'eau sur le fer??) pouvait expliquer les observations. Mais je ne suis sûr de rien!

[alexchimiste]

Non non, c'est juste que la chaleur est transmise à l'eau, au contenant, diffusée dans l'air, et ça tient plutôt compte de la masse de métal que de la surface ^^'