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Gel d'un lac (énergie thermique)
Bonsoir, j'ai un exercice pour demain que j'ai du mal à saisir, en voici l'énoncé :
En hiver, les lacs de montagne se recouvrent d'une couche de glace dont l'épaisseur augmente au cours du temps. Lorsque la température de l'ai reste égale à -20degré, l'épaisseur de glace formée est de l'ordre de 14 cm / jour.
1) donner l'expression mathématique qui permet de calculer l'énergie thermique Q que reçoit l'eau du lac lors de la formation de la couche de glace.
La, j'ai mît Q=m*L, parce que c'est un changement d'état.
2) quel est le signe de cette énergie thermique Q ?
J'ai mît négative, il y a baisse de température donc perte d'énergie pour l'eau.
3) finalement, c'est cette question qui me pose problème. Quelle est la valeur de cette énergie thermique Q pour le lac d'allos, situé dans les alpes, dont la superficie est de S=0,62 km^2 pendant une journée.
J'ai juste calculé le cas ou il y a changement d'état, mais pas le cas ou après la température descend à -20degré, car on a pas la température initiale ( à moins que se soit 0 degré, la température de formation de la glace).
Les données : masse volumique de la glace : p= 915 kg/m^3
Énergie massique de fusion de l'eau : L= 333 Kj/kg
Capacité thermique massique de l'eau : c= 4,18 Kj/kg/degré celsus.
Merci de me répondre vite c'est pour demain svp.
Bonsoir,
Juste pour une petite correction orthographique: "j'ai mis ..."
Pour le 3) il faut calculer la masse d'eau concernée avec la surface S et l'épaisseur de 14 cm - puisqu'on se limite à une journée - afin de calculer la quantité d'énergie de fusion perdue pour changer d'état
Mais il faut aussi à mon avis ajouter le passage pour ce volume de glace d'une température de 0°C à -20°C
Je me demande s'il n'y a pas aussi une petite subtilité avec la différence entre la densité de l'eau liquide valant 1 kg/L et celle de la glace valant 0,915 kg/L
Merci, c'est ce que je pensais. Mais de toute façon, c'était un exercice d'entrainement pour le contrôle de cet après midi, mais l'exercice qui lui était similaire était trop long, c'était sur la fonte de l'or. Un changement d'état avec deux variation de température et évidemment la capacité thermique n'est pas la même pour un liquide et un solide. Bref, tout ça pour te dire merci quand même.
En fait la masse à considérer pour la fusion puis la baisse de température est m = S * h * dglace
Le changement d'état ne joue que sur la variation de volume qui s'accompagne d'une variation inverse de densité
Bonjour,
En fait m est aussi égale à Veau * deau, ce qui permet de connaitre le volume d'eau Veau initial transformé en volume de glace, puisque la masse de matière reste inchangée.
Toutes mes excuses pour mes hésitations
Volume de glace formé par jour : V = S * 0,14 (avec S la surface du lac en m² et V en m³)
Masse de glace formée par jour : m = V * Rho(glace) (avec Rho glace en kg/m³)
m = 0,14 * S * Rho(glace)
1)
Q = m * L = 0,14 * S * Rho(glace) * L
3)
Q = 0,14 * 0,62.10^6 * 915 * 333.10^3 = 2,64.10^13 J
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Sauf distraction. 
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