Une résistance chauffante de puissance P = 1500 W est utilisée pour porter V = 2 , 0 L d'eau de θ 1 = 15 °C à θ 2 = 100 °C , puis pour en vaporiser une masse m ′ = 200 g . Le rendement du dispositif est de 80 % (le reste est perdu vers l'extérieur). Données : masse volumique de l'eau ρ = 1000 kg⋅m − 3 ; c e a u = 4185 J⋅kg − 1 ⋅K − 1 ; chaleur latente de vaporisation L v = 2 , 26 × 1 0 6 J⋅kg − 1 . 1. Calculer l'énergie thermique nécessaire pour porter l'eau à 100 °C. 2. Calculer l'énergie nécessaire à la vaporisation des 200 g. 3. En tenant compte du rendement, calculer l'énergie électrique à fournir, puis la durée totale de l'opération.

Bouilloire électrique : chauffage, vaporisation et rendement

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Une résistance chauffante de puissance $P = 1500 W$ est utilisée pour porter $V = 2, 0 L$ d'eau de $θ_{1} = 15 °C$ à $θ_{2} = 100 °C$ , puis pour en vaporiser une masse $m^{'} = 200 g$ . Le rendement du dispositif est de 80 % (le reste est perdu vers l'extérieur).

Données : masse volumique de l'eau $ρ = 1000 kg\cdotm^{- 3}$ ; $c_{e a u} = 4185 J\cdotkg^{- 1} \cdotK^{- 1}$ ; chaleur latente de vaporisation $L_{v} = 2, 26 \times 1 0^{6} J\cdotkg^{- 1}$ .

1. Calculer l'énergie thermique nécessaire pour porter l'eau à 100 °C.

2. Calculer l'énergie nécessaire à la vaporisation des 200 g.

3. En tenant compte du rendement, calculer l'énergie électrique à fournir, puis la durée totale de l'opération.

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1 Indice 1

Le volume donne la masse par $m = \rho\,V$, en veillant aux unités : $2{,}0\,\text{L}$ valent $2{,}0\times10^{-3}\,\text{m}^{3}$.

2 Indice 2

Additionne l'énergie de chauffage et celle de vaporisation, puis divise par le rendement pour obtenir l'énergie électrique à fournir. La durée s'en déduit par la puissance.

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Le volume donne la masse par $m = ρ V$ , en veillant aux unités : $2, 0 L$ valent $2, 0 \times 1 0^{- 3} m^{3}$ .

Additionne l'énergie de chauffage et celle de vaporisation, puis divise par le rendement pour obtenir l'énergie électrique à fournir. La durée s'en déduit par la puissance.

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