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DM: Changement d'état et énergie
Un four utilisé en sidérurgie met une durée 
t=20h pour fondre une masse m=500t de feraille initialement à 25°C.
Données: température de fusion du fer= 1535°C ; energie massique de fusion du fer: L= 272 J.g-1 ; capacité thermique massique du fer solide cm( fer solide)= 460J.Kg-1.K-1
Questions
a) Décrire la succesion des événements menant du fer solide à 25°C au fer fondu
b) Exprimer la masse de fer en Kg et calculer l'energie thermique Q1 que doivent recevoir les 500 tonnes de feraille pour atteindre la température de fusion tout en restant solide
500 tonnes= 500 000 kg
c) Exprimez l'energie massique de fusion du fer en J.Kg-1
d) Calculer l'énergie thermique Q2 qu'il faut fournir aux 500 tonnes de feraille pour passer de l'état solide à 1535°C à l'état liquide à la même température
e) Quelle énergie thermique Q le four doit-il chaque seconde a la feraille?
f) Décrire le fer du point de vur microscopique pendant tout ce procédé.
Aidez moi je ne comprend vraiment pas
a) imagine que le fer solide à25°C est en fait de la glace à -25°C.
Comment on passe de la glace de -25° à de l'eau liquide à 25°C?
le reste de l'énoncé te donne la réponse.
b) ok pour la masse, pour le reste que ne comprends tu pas?
a) Le fer se rechauffe et devient liquide lorsqu'il atteind sa température de fusion.
Mais je sais pas si il faut parler de ce qui se passe à l'echelle microscopique.
b)Faut-il utiliser Q= m*cm*(Thaute-Tbasse)et je trouve 3,473.10^11.. C'est ça?
c)272/1000= 0.272?
d) Je comprend pas comment avec la même température le fer peut être solide et liquide?
A partir de la je bloque totalement 
a) je ne parlerai pas de l'échelle microscopique
b) je n'ai pas refait le calcul mais c'est la bonne formule
c) ok
d) Comment on passe de la glace de 0° à de l'eau liquide à 0°C?
Bonjour,
a) 2 événements à décrire :
1) Élévation de température du fer de 25 à 1535 °C (domaine du sensible : variation de température et pas de changement d'état)
2) Fusion du fer à 1535 °C (domaine du latent : pas de variation de température et changement d'état du solide au liquide)
b) Énergie Q1 concernant l'évenement 1 :
m = 500 t soit 500 t . 1000 kg/t = 500 000 kg
Q1 = m . C . Dt = 500 000 . 460 . (1535 - 25) = 347 311 000 000 J = 347,311 GJ
c) Lf = 272 J/g soit 272 J/g . 1000 g/kg = 272 000 J/kg
d) Énergie Q2 concernant l'évenement 2 :
Q2 = m . Lf = 500 000 . 272 000 = 136 000 000 000 J = 136 GJ
e) P = Q / t = (Q1 + Q2) / t = (347,311 + 136) . 10^9 / (20 . 3600) = 6 712 652,778 W 
6,713 MW
d) t1 = Q1 / P = 347,311 . 10^9 / 6 712 653 = 51739,75349 secondes soit environ 14 heures 22 minutes 20 secondes
C'est au bout de cette durée que le fer solide atteint la température de 1535 °C et commence sa fusion.
Le temps de fusion est t2 = Q2 / P = 136 . 10¨9 / 6712653 = 20260,24651 secondes soit environ 5 heures 37 minutes 40 secondes.
Vérification : t1 + t2 = 20 heures
Je pense qu'il s'agit de four à induction : la puissance est réaliste puisqu'on trouve des fours de 10 MW sans problème. Par contre, la capacité de 500 tonnes me semble énorme... Un creuset de 50 tonnes est plus courant.
Avec une masse volumique du fer = 7874 kg/m^3, 500 tonnes occupent un volume de 500 000/7874 = 63,5 m^3 soit 4m x 4m x 4m.
Pour 50 tonnes, le volume est de 6,35 m^3 soit un cube d'environ 1,85m x 1,85m x 1,85m.
A+, KiKo21.
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