Calcul de quantités de chaleurs simples
Toutes les quantités de chaleurs seront calculées en kJ.1 Chauffage et refroidissement d'un corps pur
1-1 Calculer la quantité de chaleur à fournir pour chauffer 80 litres d'eau liquide de 20°C à 45°C.
1-2 Calculer la quantité de chaleur à fournir pour chauffer un kg d'eau liquide de 20°C à 100°C.
2 Changement d'état d'un corps pur
2-1 Calculer la quantité de chaleur à fournir pour vaporiser 1 kg d'eau liquide à 100°C à pression atmosphérique.
2-2 Calculer la quantité de chaleur à fournir pour faire fondre un glaçon de 25 g initialement à 0°C.
3 Chauffage et changement d'état d'un corps pur
3-1 Calculer la quantité de chaleur à fournir pour transformer 80 litres d'eau à 20°C en vapeur saturante à pression atmosphérique.
4 Mélange de deux phases d'un corps pur
4-1 On dispose d'un litre d'eau à 25°C. On souhaite refroidir cette eau à 5°C en y ajoutant de la glace pilée à 0°C. Calculer la masse de glace pilée à mettre en oeuvre, et la masse de mélange obtenue.
4-2 On dispose de 100 kg d'eau à 20°C. On souhaite chauffer cette eau à 45°C par introduction directe de vapeur saturante à pression atmosphérique (chauffage par contact et condensation). Calculer la masse de vapeur à mettre en oeuvre, et la masse d'eau à 45°C obtenue.
1 Chauffage d'un mélange idéal
On considère un mélange isopropanol - propanol-1 de titre massique 17% à l'état liquide à 20°C. Calculer la quantité de chaleur à mettre en oeuvre pour amener 5 kg de ce mélange à l'ébullition (température d'ébullition lue sur la courbe d'ébullition du mélange).
2 Changement d'état d'un mélange idéal
On considère un mélange isopropanol - propanol-1 de titre massique 70% à l'état de vapeur saturante. Calculer la quantité de chaleur à mettre en oeuvre pour condenser intégralement 1 kg de ce mélange (on néglige une éventuelle variation de température).
3 Chauffage et changement d'état d'un mélange idéal
On considère un mélange isopropanol - propanol-1 de titre massique 30% à l'état de vapeur saturante à 93.5°C (lu sur une courbe de rosée). Calculer la quantité de chaleur à mettre en oeuvre pour condenser et refroidir ce mélange à une température de 20°C.
4 Mélange de deux phases d'un mélange binaire
On dispose d'une phase vapeur constituée d'un kg de mélange isopropanol - propanol-1 de titre massique 30% en isopropanol à l'état de vapeur saturante à 93.5°C (lu sur une courbe de rosée). On dispose d'autre part d'une phase liquide constituée de dix kg de mélange isopropanol - propanol-1 de titre massique 10% en isopropanol à l'état liquide à 20°C. Déterminer la masse, le titre massique en isopropanol, la température et l'état du mélange obtenu.
Données
pour l'eau, Cpglace=2.1 J.g-1.°C-1, Cpeau liquide=4.18 J.g-1.°C-1, Cpeau vapeur=1.92 J.g-1.°C-1,
Chaleur latente de fusion Lf=335 J.g-1, Chaleur latente de vaporisation Lv=2535-2.9×θ J.g-1, θ température de changement d'état en °C, relation pression - température d'ébullition P=(θ/100)4, P en atmosphère (ou ~en bar a), θ en °C, masse volumique ρ=1 kg.L-1.
pour l'isopropanol, Cpiso liq=2.69 J.g-1.°C, Lviso=664 J.g-1, θebullition=82°C,
pour le propanol-1, Cpol1 liq=2.39 J.g-1.°C-1, Lvol1=690.7 J.g-1, θebullition=97°C.
Correction
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