bonjour,

il faut déjà identifier les différentes phases de la transformation

Phase 1 : mélange eau liquide + glace
Phase 2 : équilibre eau liquide / glace
Phase 3 : eau liquide seule

attention, on se place à l'équilibre (sinon la température du mélange n'a pas de sens)

phase 1: mélange final liquide, avec T >0°C (on n'ajoute "pas trop de glace", à préciser!)
phase 2: le mélange (liquide) a atteint 0°C et on ajoute un peu de glace (à -5°C): que se passe-t-il?
phase 3: ...
phase 4: ...


ensuite il faut calculer T_mélange lors de chacune des phases en fct de la quantité de glace ajoutée.

Je ne vois pas pourquoi il faut se placer à l'équilibre.

hors équilibre, ici, la température n'est pas homogène dans le système et donc parler de T_mélange n'a aucun sens

il faut se placer à l'équilibre du mélange pour pouvoir appliquer les lois de la thermo que tu connais ( càd commencer à parler de température, de pression etc.)

Pourquoi parle-t-on de mélange final liquide pour la phase 1 ?

si tu ajoutes "un peu" de glace dans de l'eau chaude, que se passe-t-il ?
quel est l'état final ? (une fois l'équilibre thermodynamique atteint)

La glace a totalement été transformée en eau liquide

oui

donc maintenant tu identifies les autre étapes du processus (comme j'ai commencé plus haut) puis tu calcules T pour chaque phase (car le calcul dépend des phénomènes physiques en jeu qui peuvent différer d'une étape à l'autre)

phase 2 : coexistence eau liquide + glace
phase 3 : l'eau est totalement solidifiée.

Je ne vois pas quoi mettre pour la phase 4

oui,

je penses qu'en phase solide il faudra toutefois distinguer deux étapes différentes pour rendre compte de la variation de température
phase 3a et 3b si tu préfères

je te laisse chercher...

phase 3a : moment où l'eau se solidifie
phase 3b : on continue de rajouter de la glace et la température diminue de nouveau

presque

un moment n'est pas une durée! (revoir le cours de relat' restreinte

phase 3a : le mélange est solide: on continue de rajouter de la glace et la température diminue de nouveau
phase 3b : ....

le mélange est saturé : la température reste constante

il vaut mieux dire: si on ajoute de la glace à -5°C à de la glace à -5°C le mélange est déjà à l'équilibre (thermique) donc il n'évolue plus (T=Cste)

D'accord merci. Donc maintenant il faut déterminer la température en fonction de la masse. Mais là je ne vois pas par où commencer.

étape 1:

état initial: on a une masse m_o d'eau à 40°C
on ajoute une masse m de glace (initialement à -5°C)
quelle est la température finale du mélange? (si on suppose que le mélange final est liquide ,ce qui donnera une condition sur m)

Pour moi je dirais que le mélange reste à 40°C

ah bon, quand tu fais un cocktail avec des glaçons, le liquide reste à la même température !!??
donc les glaçons ne servent à rien, ils sont juste là pour décorer

il va falloir revoir la calorimétrie d'urgence

Oui pardon bien sûr que la température diminue

plus sérieusement
on a un système isolé constitué de glace et d'eau
la glace se réchauffe, fond et le mélange finit enfin par atteindre l' équilibre thermique
si on suppose que T_finale>=0 (mélange finale liquide) , comment calcule-t-on T_f?

on utilise le premier principe pour les transformations isobares

ou plus simplement ici on utilise les résultats de calorimétrie:

la chaleur perdue par l'eau (initiale) est égale à celle qui est absorbée par le glaçon

donc je dis que Qeau = Qglaçon d'où m(tf-ti) = (tf-ti)

tu oublies le changement de phase!
pour transformer un glaçon à -5°C en eau à une temp. Tf >0°C il faut passer par plusieurs étapes, physiquement,
nécessitant chacune une certaine quantité de chaleur.