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Mesure chaleur massique de vaporisation

Rappels

• Puissance et énergie : E(J) = P(W) x Δt(s)
• Chaleur de changement d’état : Q(J) = m(kg) x L(J/kg)
• valeur théorique pour l’eau à pression normale : L_vap = 2,26 MJ/kg
• 1 MJ = 10⁶J

L’expérience

• mesurer la masse m_b de la bouilloire vide puis pleine et en déduire la masse d’eau initiale m₀
• mettre en chauffe et mesurer la puissance électrique consommée P(W)
• relever toutes les 30s la température θ(°C) et la masse d’eau m(kg)
• noter θ₁, m₁ et t₁ au départ de l’ébullition
• continuer à relever température et masse d’eau à la même cadence
• à l’arrêt de la chauffe, relever θ₂, m₂ et t₂

Analyse

1. calculer l’énergie E(J) reçue durant la phase d’ébullition
2. sachant que le rendement de la bouilloire est η = 88% (déterminé dans une activité précédente), calculer la chaleur Q(J) reçue par l’eau pour se vaporiser
3. en déduire une valeur expérimentale L’_vap de la chaleur massique de vaporisation à pression normale
4. comparer avec un calcul d’erreur en %.

Les données et calculs permettent de montrer que l'erreur commise n'excède pas 3%.

Solution expérimentale