Physique Chimie Hourdequin
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TP5 : Ébullition de l’eau, chaleur latente de vaporisation de l’eau

lundi 29 octobre 2012, par Emmanuel HOURDEQUIN

I) Expérience

- On pèse 200 g d’eau ;

- On met l’eau dans le ballon par le col du thermomètre électronique ;

- On fait passer de l’eau dans le réfrigérant droit ;

- On branche le chauffe-ballon dans un compteur d’énergie sur le secteur ;

- On mesure la température initiale de l’eau ;

- On lance le chauffage au maximum en même temps que le chronomètre et on relève la puissance électrique consommée par le chauffe-ballon avec le compteur d’énergie ;

- On relève la température de l’eau toutes les minutes ;

- Dès que l’eau bout, on note le temps correspondant ;

- On laisse chauffer 15 minutes en récupérant le distillat dans un erlen ;

- On éteint le chauffe-ballon ;

- On pèse le distillat de l’erlen.

II) Travail à réaliser

1) Tracer la courbe température de l’eau en fonction du temps.

2) Calculer la quantité de chaleur reçue par l’eau pour aller de la température initiale à l’ébullition (Q=mcΔθ).

3) Calculer l’énergie électrique reçue par l’eau du ballon pour arriver à ébullition (W=P.t).

4) Faire un schéma énergétique du chauffe-ballon.

5) En déduire le rendement du chauffe-ballon (η=Q/W).

6) Calculer la quantité de chaleur reçue par l’eau pour faire bouillir la masse m de distillat en 15 minutes (en multipliant l’énergie électrique reçue W = P.t par le rendement du ballon Q = ηW).

7) En déduire la chaleur latente de vaporisation de l’eau notée Lf en joules par kilogramme qui correspond à la quantité de chaleur qu’il faut donner à 1 kg d’eau pour le transformer en vapeur à 100°C à pression atmosphérique.

III) Conclusion

1) Comment évolue la température de l’eau ?

2) Pourquoi la température de l’eau n’évolue plus à l’ébullition ?

3) Que devient l’énergie du chauffe-ballon si elle ne fait plus monter la température de l’eau ?

4) On donne Lf = 2260 kJ/kg. Faites un calcul d’erreur pour voir si votre résultat est correct

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