La température d'une flamme

La température d’une flamme

Physique

Calorimétrie/Détermination de la température d’une flamme

Public : Secondaire et Supérieur

Durée : 20 min

Liste du matériel et des produits nécessaires :

- Une bille en acier (ou un morceau de fer)

- Un bec Bunsen.

- De l’eau.

- Une bouteille thermo.

- Une balance.

- Un thermomètre.

- Une cuillère.

- Statif, noix de serrage et pince.

Recommandations pour réaliser l’expérience :

-Ne pas oublier de prendre toutes les mesures nécessaires au départ et en fin d’expérience (températures et masses).

- La cuillère et la bille doivent être chauffées suffisamment longtemps pour être en équilibre thermique avec la flamme d’un bec Bunsen bien réglé.

- Lorsque l’équilibre est atteint, il faut veiller à ne pas laisser tomber la bille brutalement dans la bouteille thermo au risque de la casser ; il faut donc l’incliner.

- Une masse d’eau de 150 g est suffisante pour une bille de 50 g.

- Refermer rapidement le thermo et attendre un nouvel équilibre thermique.

Exploitation pédagogique :

- L’expérience permet d’estimer des températures impossibles à prendre par une mesure directe avec un thermomètre classique (alcool ou mercure).

- Exploiter la relation de base de la calorimétrie : la chaleur perdue par les corps chauds est égale à la chaleur gagnée par les corps froids ou la somme des chaleurs gagnées et perdues = 0

Ainsi :

c_fer. m_fer.(t_f – ti_fer) + c_eau.m_eau.(t_f – ti_eau) = 0

De cette équation, on retire ti_fer qui est la température initiale de la bille de fer et donc de la température de la flamme.

Lien(s) vers la ressource :

- https://oer.uclouvain.be/

- Des expériences diverses sur ce thème sont également exploitées dans les tests sur la chaleur sur http://www.diagnosciences.be/