Mesurer équivalent mécanique de la calorie : J=W/Q

L 'appareil est constitué par un calorimètre étanche en cuivre muni intérieurement d'aubes de brassage et tournant horizontalement. Le frein à corde (tresse en cuivre) est enroulé autour du calorimètre et tendu par un poids P fixé à une extrémité, l'autre extrémité étant accrochée à un support réglable par 1 'intermédiaire d'un ressort compensateur.

Le frottement de la tresse sur le calorimètre pendant N tours provoque une quantité de chaleur Q.

Le travail correspondant est provoqué par la force P = mg sur le calorimètre dont le point d'application décrit à chaque tour la longueur de la circonférence du calorimètre.

Le poids P = mg a parcouru la longueur L = 2 p R n

Le travail effectué est W = 2 p R n P

(Avec : P = Poids en Newton et n = nombre de tours)

La masse m échauffée comprend la masse de l'eau ainsi que l'équivalent en eau de la masse de cuivre du calorimètre et des divers accessoires.

Q = m c_eau (T₂ - T₁)

Afin d'obtenir un meilleur résultat, il est recommandé de prendre T₁ inférieur de 2 °C à la température ambiante.

Chaleur massique de cuivre C = 0.092 Calories.g^-1.K^-1

Masse de cuivre du calorimètre : environ 131.5 g

Masse de cuivre de la tresse : 30g

Equivalent en eau du calorimètre et de la tresse : 14.85g

Equivalent en eau du thermomètre : 0,15 g

Contenu en eau du calorimètre : 70g

Masse de la charge de traction : 5 kg

Florian CAZES et Pierre-Adrien LEFEBVRE (PCSI Cassin 2004-2005)