ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE


3
Faire cuire des œufs durs




Compétences

RÉA : Mettre en œuvre un protocole

VAL : Identifier et évaluer les sources d’erreur

Données

  • La quantité de chaleur QQ à apporter pour vaporiser une masse mm d’un corps pur à température constante est égale à la variation d'énergie de ce corps lors du changement d'état. Elle dépend de la nature de ce corps, et d’un coefficient nommé chaleur latente de vaporisation : LVL_\text{V}.
    Q=ΔE=mLVQ = \Delta E = m \cdot L_\text{V} avec QQ en Joule (J), mm en kilogramme et LV L_\text{V} en Joule par kilogramme (J·kg-1).

  • Soit PP, la puissance d’un thermoplongeur (en watt). La quantité de chaleur QQ (en joule) fournie par le thermoplongeur pendant une durée Δt\Delta t (en seconde) est : Q=PΔt Q = P \cdot \Delta t

Doc. 2
Protocole expérimental

  • Réaliser le montage du Doc. 3.
  • Relever la puissance du thermoplongeur.
  • Après accord du professeur, faire chauffer l’eau jusqu’à ébullition.
  • Lorsque l’eau bout, faire la tare sur la balance, et démarrer le chronomètre.
  • Relever régulièrement la masse d’eau évaporée et le temps correspondant. Répertorier les mesures dans un tableau (durée approximative : 10 min).
  • Reporter les résultats dans un tableur et tracer la courbe expérimentale de l’évolution de la quantité de chaleur reçue par l’eau en fonction de la masse d’eau évaporée.

Questions

Voir les réponses
1. Doc. 1 Quel problème faut-il résoudre ? Préciser les grandeurs physiques à déterminer.


2. On se propose de déterminer expérimentalement la chaleur latente de vaporisation. Réaliser le protocole expérimental des Doc. 2 et Doc. 3.


3. Exploiter les résultats et déterminer la chaleur latente de vaporisation de l’eau dans les conditions de votre expérience. Expliquer la démarche.


4. Répondre alors au problème, en considérant que ce thermoplongeur a été utilisé pour faire cuire vos œufs.


Doc. 1
Une recette de cuisine simple

  • Mettre de l’eau dans une grande casserole et porter à ébullition.
  • Plonger les œufs et veiller à ce que l’eau les recouvre complètement. Laisser bouillir 10 minutes.
Céline suit la recette indiquée pour faire cuire des œufs durs mais elle craint qu’il ne reste pas assez d’eau dans la casserole pour que les œufs soient recouverts si elle les laisse bouillir pendant 10 minutes. Quelle quantité d’eau va se perdre pendant l’ébullition ?

Synthèse de l'activité

Voir les réponses
La valeur de référence de la chaleur latente de l’eau est LV=2,26×106L_\text{V} = 2\text{,}26 \times 10^6 J·kg-1. Calculer l’écart relatif entre la valeur théorique et votre valeur.
Eˊcart relatif=LVLV, theˊoriqueLV, theˊorique\text{Écart\ relatif}=\dfrac{L_\text{V}-L_\text{V, théorique}}{L_\text{V, théorique}}

Quelles sont les sources d’erreur ? Comment pourrait-on améliorer cette détermination ?


Doc. 3
Schéma du montage

PC.2.07.A3.Montage

Par intuition

Peut-on calculer la quantité d’eau minimale à mettre dans la casserole pour que les œufs restent immergés pendant toute la cuisson ?


La cuisson des œufs durs implique de faire bouillir de l’eau pendant 10 minutes. Il faut donc prévoir un volume d’eau suffisant pour que les œufs restent immergés tout au long de la cuisson.

➜ Comment déterminer la quantité d’eau dont on aura besoin ?


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