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changement d'état
Bonjour, j'ai un exercice à réaliser néanmoins je ne vois pas comment le rédiger par formules littérale ou par des mots et puis je ne comprends certaines questions.
Merci de votre compréhensions.
[b]Résultats des mesures :
masse d'eau chaude = 100,3 g,
température de l'eau chaude T ini eau = 40°C,
masse des glaçons = 36,8 g.[/b]
Analyse des phénomènes en terme d'échange d'énergie
1- Comment évolue la température de l'eau chaude ?
2- Interpréter cette évolution en terme d'énergie thermique ?
3- Quelle phénomène l'eau du glaçon subit-elle ?
4- Interpréter cette évolution en terme d'énergie thermique ?
5- On considère que l'enceinte calorimétrique permet d'éliminer les échanges d'énergie thermique avec l'extérieure.
Que peut-on en déduire en terme de transfert d'énergie thermique ?
Calcul de la chaleur latente de fusion de la glace
Ceau = 4,18 J.G-1.C-1
On considérera que la température des glaçons est de 0 °C lorsqu'ils sont plongés dans l'eau.
1- Calculer la variation d'énergie thermique de l'eau chaude au cours du processus.
2- Donner l'expression de la variation d'énergie thermique de l'eau des glaçons aux cours du processus.
3- Déterminer la relation entre ces deux variations d'énergie thermique.
4- En déduire la valeur de la chaleur latente de fusion de la glace.
5- Dans les conditions de l'expérience, la chaleur latente de fusion vaut 330 J.g-1.
a) Comparer cette valeur avec celle que vous avez obtenue expérimentalement.
b) Conclure sur la validité de la méthode utilisée.
Mes réponses :
1) La température de l'eau chaude diminue
2) On passe d'un état solide à liquide.
Donc c'est un affaiblissement, donc un apport d'énergie thermique.
La température de l'eau diminue et celle des glaçons augmente
3) On passe d'un état solide à liquide.
Soit la fusion.
Bonsoir,
Je te donne brièvement quelques réponses que tu es libre de compléter si bon te semble :
1- Comment évolue la température de l'eau chaude ?
Elle diminue.
2- Interpréter cette évolution en termes d'énergie thermique ?
L'eau chaude cède de l'énergie en se refroidissant.
3- Quelle phénomène l'eau du glaçon subit-elle ?
Elle se réchauffe.
4- Interpréter cette évolution en terme d'énergie thermique ?
L'eau du glaçon, en se réchauffant reçoit de l'énergie.
5- On considère que l'enceinte calorimétrique permet d'éliminer les échanges d'énergie thermique avec l'extérieur. Que peut-on en déduire en termes de transfert d'énergie thermique ?
L'énergie cédée par l'eau chaude est entièrement utilisée pour faire fondre le glaçon et réchauffer l'eau de fusion.
Et je te laisse faire des propositions de réponses et (ou) poser des questions pour la suite de ce travail.
Merci
Pour la deuxième partie
1- Calculer la variation d'énergie thermique de l'eau chaude au cours du processus.
On sait que la température initial de l'eau est 40 degrés et quelle à diminué à 14 degrés d'où ,
Lambda Q = lambdaQ1 - lambdaQ2
2- Donner l'expression de la variation d'énergie thermique de l'eau des glaçons aux cours du processus.
C'est la même démarche ?
4- En déduire la valeur de la chaleur latente de fusion de la glace.
C'est 0 degrés ?
Je n'ai aucune idée de ce que peuvent être dans ton esprit les termes :
Lambda Q, lambdaQ1, lambdaQ2
Peut être pourrais tu en dire davantage ?
lambdaQ1 = meau X Cmeau X ( 14-40)
et
lambdaQ2 = lambdaQ'2 + lambdaQ''2
avec lambdaQ'2 = m glaçons X Lfusion
et lambdaQ''2 = mglaçons X Ceau X (14-0)
OK . Je vois maintenant mieux ce dont tu parles :
Ce que tu appelles lambdaQ1 ( et que je désignerais plus sobrement par Q1 ) représente l'énergie cédée par l'eau chaude.
On a en effet Q1 = m(eau) * C(eau) * ( teq - t1)
Soit numériquement :
Q1 = 100,3 * 4,18 * ( 14 - 40 ) = -10900J
Le signe négatif correspond au fait qu'il s'agit ici d'énergie cédée.
Tu as raison, c'est bien la même démarche qu'il faut utiliser pour calculer l'énergie reçue par l'eau provenant de la fonte des glaçons.
Pour l'eau ( laquelle ? ) ce sera
LambdaQ = LambdaQ"2 - LambdaQ'2
Non
Remarque :
Tu ne peux pas utiliser tes notations personnelles comme Q, Q"2, Q'2 sans les avoir définies clairement.
La Question 2 porte sur l'expression de la variation d'énergie thermique Q2 de l'eau de fonte des glaçons.
Comme tu l'as suggéré, il s'agit d'adapter à l'eau des glaçons la solution qui a été adoptée pour l'eau chaude.
Q2 = .....
Tu sembles être sur la bonne voie mais nous utilisons des notations différentes et je ne veux pas t'imposer les miennes.
Je te laisse donc terminer et trouver la valeur numérique de L(fusion) en te renvoyant seulement (si nécessaire) à la réponse de la question 5 de la partie de l'énoncé intitulée " Analyse des phénomènes en terme d'échange d'énergie "
l'énergie cédée par l'eau chaude est entièrement utilisée pour faire fondre le glaçon et réchauffer l'eau de fusion donc la chaleur latente de fusion de la glace est 14 °C
Donc :
Energie cédée par l'eau chaude : |Q1| = | - 10900J | = 10900 J
Energie utilisée par l'eau de fusion pour se réchauffer : |Q2| = ..... Tu ne l'as pas encore calculée numériquement. Il faudrait le faire.
Energie utilisée par les glaçons pour fondre |Q3| = m(glaçons) * L(fusion)
Quelle relation très simple doit il exister entre |Q1|, |Q2| et |Q3| compte tenu des précautions prises pour empêcher les échanges d'énergie avec l'extérieur ?
Cette relation qui ne contient que L(fusion) comme inconnue permet de répondre à la question 4
l'énergie cédée par l'eau chaude est entièrement utilisée pour faire fondre le glaçon et réchauffer l'eau de fusion donc la chaleur latente de fusion de la glace est 14 °C
Non. La chaleur latente de fusion de la glace n'est pas une température (!!!) c'est l'énergie nécessaire pour faire fondre 1g de glace prise à 0°C
Q2 = Q''2-Q'2
avec Q'2 =mglaçons X Lfusion
et Q''2 = mglaçons X Ceau X (14-0)
J'ai trouvé que
Q''2 vaut 2 153.536
Mais pour Q'2 je ne connais pas Lf donc je ne peux pas trouver Q2
Donc la quantité de chaleur nécessaire pour réchauffer l'eau de fusion des glaçons est égale à 2153 J
Je me contente de 4 chiffres significatifs mais je n'oublie surtout pas d'assortir le résultat d'une unité .
Faisons le point :
- L'eau chaude cède une énergie Q1 de 10900 J
Soit Q1 = -10900 J ou bien |Q1| = 10900 J
- Ces 10900 J servent à faire fondre la glace et à réchauffer l'eau de fusion.
- Pour faire fondre la glace celle ci consomme l'énergie Q3 = m(glace) * Lf
- Pour réchauffer l'eau de fusion la consommation en énergie est Q2 = 2153 J
La conservation de l'énergie veut que :
|Q1| = |Q2| + |Q3| ou bien ce qui revient au même :
Q1 + Q2 + Q3 = 0
Tu devrais maintenant ne plus avoir de difficulté pour calculer Lf, la chaleur latente
de fusion de la glace (avec son unité !!!!! )
Mettons les points sur les " i " :
Q1 = -10900 J ( voir mon post du 17-02-19 à 00:38)
Q2 = 2153 J ( voir ton post du 20-02-19 à 22:05 )
Q3 = m(glace) * Lf ( Voir mon post du 21-02-19 à 00:01 )
Conservation de l'énergie thermique : (Voir mon post du 21-02-19 à 00:01)
Q1 + Q2 + Q3 = 0
ou bien si tu préfères : |Q1| = |Q2 | + |Q3|
m(glace) = 36,8 g ( Voir ton post du 14-02-19 à 20:37)
Lf = ................. ?
|Q1| = |Q2 | + |Q3|
10900 = 2153 + 36.8 X Lf
Ou
Q1 + Q2 + Q3 = 0
-10900 + 2153 + 36.8 X Lf = 0
13053 + 36.8 X Lf = 0
Choisis l'une ou l'autre des relations obtenues puis trouve la valeur de Lf et n'oublie pas son unité.
Non.
Ton résultat est faux.
L'unité est fausse aussi.
Si tu désires savoir quelle a été ton ( ou tes ) erreurs, il te suffit de publier le détail de ton calcul depuis la relation que tu as choisie comme point de départ jusqu'à ton résultat.
Q1 + Q2 + Q3 = 0
-10900 + 2153 + 36.8 X Lf = 0
13053 + 36.8 X Lf = 0
13089.8 = 0 - Lf
13089.8 = - Lf
Q1 + Q2 + Q3 = 0 Oui
-10900 + 2153 + 36.8 X Lf = 0 Non
Il te faut reprendre ton calcul à partir de ceci :
-10900 + 2153 + (36,8 * Lf) = 0
L'oubli des parenthèses a entraîné une première erreur dans la suite de ton calcul.
C'est exact, mais cela ne donne toujours pas la valeur de la chaleur latente de la glace, ni son unité.
- 8747 + (36,8 * Lf) = 0 Oui
- 8747 = 0 - (36,8 * Lf) Oui
- 8747 = - 36.8 X Lf Oui
321 889.6 Lf Non !
Il te faudrait réviser très sérieusement comment résoudre une équation du 1er degré.
36,8*Lf = 8747
Lf = ...........? unité ?
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