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Exercices Exercice n°1 :
Une poutre, en ferraille, de soutènement d'un pont a une longueur de 25 m à
la température de 0°C.
Calculer sa longueur à -10°C et à -40°C. Exercice n°2 :
Un objet métallique mesure 15 cm à 0°C et 15,00855 cm à 30°C.
Calculer son coefficient de dilatation linéaire. Exercice n°3 :
Un récipient de 100 cm3 est rempli à ras bord d'alcool à la température de
0°C.
1. Que se passe-t-il si la température s'élève à 20°C ?
2. Calculer le volume de liquide qui déborde. Exercice n°4 :
Une presse à compression permet de réaliser des plateaux de self-service en
SMC (Sheet Moulding Compound). Ces plateaux, d'une masse de 700 g, sont
sortis de la presse à la température de 80°C et stockés dans un hangar à
une température de 17°C maintenue constante.
Calculer, en kJ, la quantité de chaleur perdue par un plateau (résultat
arrondi à l'unité). On donne capacité thermique massique du SMC = 1,045
kJ/(kg.°C).
(D'après Bac Pro Plasturgie, 1999) Exercice n°5 :
On plonge dans une quantité d'eau de masse 300 g à 18°C, un bloc de fer de
masse 155 g à la température ? . A l'équilibre la température du mélange
eau-fer est de 22°C. On néglige les pertes énergétiques dues au milieu
extérieur.
1. Que pouvez vous dire de la température du bloc de fer après avoir lu
l'énoncé et sans faire aucun calcul ?
2. Calculer l'énergie thermique Q1 gagnée par l'eau.
3. Soit Q2 l'énergie thermique perdue par le fer.
a) Donner la relation existant à l'équilibre entre Q1 et Q2.
b) En déduire la température initiale ? du bloc de fer. Exercice n°6 :
Pour conserver une masse m = 2,5 kg de viande, on utilise un congélateur.
La température initiale de la viande est de 8°C, elle est de -20°C après le
refroidissement dans le congélateur. La congélation de la viande s'effectue
à la température de -1°C.
1. Calculer la quantité de chaleur cédée par la viande « au milieu
extérieur » :
a. Quand la température passe de 8°C à -1°C (on la note Q1)
b. Quand la congélation s'effectue à -1°C (on la note Q2)
c. Quand la température passe de -1°C à -20°C (on la note Q3).
2. Quelle est la quantité de chaleur totale perdue par la viande au cours
de la manipulation ? Données :
Capacité thermique massique de la viande non congelée c1 = 3135 J/(kg.°C)
Chaleur latente de congélation de la viande : Lc = 247 400 J/kg
Capacité thermique massique de la viande congelée c2 '
Exercice n°7 :
Dans un verre contenant 200 g de cocktail à la température de 25°C, on
place
15 g de glace pilée à -18°C.
Calculer la température finale du mélange. Données :
Capacité thermique massique du cocktail c1 = 4180 J/(kg.°C)
Chaleur latente de fusion de la glace : Lf = 330 000 J/kg
Capacité thermique massique de la viande congelée c2 ' 2100 J/(kg.°C)