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Sujet du devoir
Une baignoire préalablement remplie d'un volume d’eau chaude Vchaud=10L à 80°C est surmontée d'un robinet délivrant d'eau à 10°C. Le but est de calculer la masse mfroid d'eau froide qu'il faut ajouter pour obtenir un bain à 37°C. Il se demande donc quel volume d’eau froide Vfroide il va devoir ajouter pour obtenir un bain à 37 C.
Seuls les transferts thermiques ayant lieu entre les deux volumes d'eau sont pris en compte, toute échange avec l'extérieur est négligé.
1) Calculer l'énergie E1 cédée par l'eau chaude à l'eau froide.
2) Exprimer l'énergie thermique E2 reçue par l'eau froide en fonction de la masse d'eau froide mfroid ajoutée.
3) Donner la relation entre E1 et E2 . Justifier
4) En utilisant les réponses aux questions précédentes, montrer de façon rigoureuse que le volume d’eau froide Vfroide s’exprime par la relation suivante :Vfroid= Vchaude x 80-37/ 37-10
5) Calculer le volume d’eau froide Vfroide à ajouter .
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