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résolu

Bonjour, j'aurais vraiment besoin d'aide pour cette exercice. Pouvez-vous m'aider ?
Un bécher rempli d’eau est placé sur un chauffe ballon alimenté en courant continu. Le bécher et son

contenu reçoivent une énergie de 4,2.104

J. La résistance thermique du chauffe ballon fournie une énergie

de 5,2 .104

J.

La résistance chauffe durant 4 minutes et 20 secondes. La tension aux bornes de la résistance est de 18 V.

1. Définir puis calculer le rendement de l’installation. (1,5 pt)

2. Calculer la puissance thermique délivrée par la résistance. (0,5 pt)

3. Montrer que la valeur de la résistance vaut 1,6Ω (0,5 pt)

4. La résistance est alimentée par un générateur possédant une résistance interne de 1,5Ω.

a. Donner le schéma électrique de l’installation. (0,5 pt)

b. Calculer la force électromotrice de ce générateur. (1 pt)

c. Tracer la courbe donnant la tension aux bornes du générateur en fonction de l’intensité du courant qui

circule dans le circuit (se limiter à une intensité de 1,5 ampère) (1,5 pt)

d. Définir l’effet Joule. (0,5 pt)

e. Calculer l’énergie dissipée par effet Joule dans le générateur lorsqu’il alimente le chauffe ballon. (0,5 pt)

5. On admettra que l’intensité circulant dans le circuit vaut 11,3 A.

a. Déterminer la charge électrique qui a circulé (0,5 pt)

b. Déterminer la quantité de matière d’électrons (donc en mol) correspondante. (1 pt)

Données pour l’ensemble du devoir

g=9,80 N.kg-1 NA=6,02.1023 mol-1 e=1,60×10-19 C

Répondre :

KEI2005GO

Réponse :

Un bécher rempli d’eau est placé sur un chauffe ballon alimenté en courant continu. Le bécher et son   contenu reçoivent une énergie de 4,2 10(4) j. La résistance thermique du chauffe ballon fournie une énergie d  e 5,2 (10)4.     La résistance chauffe durant 4 minutes et 20 secondes. La tension aux bornes de la résistance est de 18 V.

QUESTION 1:

Efficacité électrique intrinsèque des matériaux à fournir de l'énergie

  • η = énergie reçu/énergie fournie
  • η = 4,2 x 10 (4)/5,2 x 10 (4)
  • η = 0,78
  • η = 78 %

QUESTION 2:

E = P x t

  • P = E/t
  • P = 5,2 x 10 (4)/260
  • P = 200 W

QUESTION 3:

R = U/I

On doit d'abord calculer I:

  • I = P/U
  • I = 200/18
  • I = 11 A

On applique la loi d'Ohm:

  • R = U/I
  • R = 18/11
  • R = 1,6 Ω

QUESTION 4:

A) voir image

B)

  • E = U + r * I
  • E = 18 + 1,5 x 11
  • E = 34,5 V

C) voir image

D)

Chaque dipôle on une résistance, celle ci transforme une partie de l'énergie électrique en énergie thermique, c'est l'effet joule

e)

W = R x I² x t

  • W = 1,6 x 11² x 260
  • W = 50336 J

QUESTION 5:

a)

I = dQ/dT

  • dQ = I x dT
  • dQ = 11,3 x 260
  • dQ = 2938

b)

N = Q/e

  • N = 2938/1,6 x 10 (-19)
  • N = 1.84 x 10 (22)

n = N/Na

  • n = 1,84x10 (22)/6,02 x 10(23)
  • n = 0,03 mol
Voir l'image KEI2005
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