Bonjour, pouvez vous m'aider svp ?
La résistance d’une bouilloire convertit l’énergie électrique en énergie thermique et transfère cette énergie à l’eau qu’elle contient. Toutes les bouilloires sont munies d’un dispositif permettant de couper l’alimentation une fois que l’eau est à ébullition.
Le but de l’exercice est d’étudier les pertes d’énergie lorsque l’appareil porte à ébullition une masse d’eau.
Caractéristiques de la bouilloire :
− puissance électrique : 2,0 kW sous 230 V ;
− contenance : 1,7 L ;
− surface latérale : =0,080 2 ;
− diamètre de la base : 15 cm ;
− diamètre du couvercle : 12,5 cm ;
− masse volumique de l’eau : =1,0 kg⋅L−1.
On met à chauffer dans la bouilloire 1,0 litre d’eau de capacité thermique massique eau=4,18×103 J⋅kg−1⋅K−1. On obtient le graphique ci-dessous.
1. Déterminer la valeur de la variation d’énergie interne du système constitué par 1 litre d’eau lorsque la température de celui-ci varie de 1=20 oC à 2=90 oC.
2. Déterminer la valeur de l’énergie électrique reçue par la résistance de la bouilloire pendant la durée de chauffe du système de 1=30 s à 2=190 s.
Le vase de la bouilloire est en acier inoxydable. Sa capacité thermique vaut vase=3,0×102 J⋅K−1. On suppose qu’à chaque instant la température du vase de la bouilloire est égale à celle de l’eau.
3. Calculer la valeur de la variation d’énergie interne du vase de la bouilloire lorsque la température de celui-ci varie de 1=20 oC à 2=90 oC. Commenter au regard des questions précédentes.
4. En supposant que toute l’énergie thermique cédée par la résistance de la bouilloire est transférée au système {eau}, déterminer la durée nécessaire pour augmenter la température du système {eau} de 1=20 oC à 2=90 oC.
Représenter l’allure de l’évolution de la température du système {eau} dans le cas idéalisé décrit ci-dessus sur le graphique : Évolution de la température de l’eau dans la bouilloire au cours du temps. On limitera le tracé à des températures inférieures à 90 oC.