Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Exercice: depot par vaporisation sous vide
Pour recouvrir un pendentif d'une fine couche d'or, un bijoutier doit vaporiser le précieux métal dans une enceinte sous pression réduite. Le métal solide doit d'abord fondre, puis se vaporiser, pour ensuite se déposer sur le pendentif.
Cet exercice étudie l'énergie de la vaporisation du métal sous pression réduite et à pression atmosphérique.
Questions
1. Placer sur un axe les températures de changements d'état, et l'état physique de l'or, sous pression réduite. Faire de même, sur un autre axe, pour les changements d'état à pression atmosphérique.
2. Calculer l'énergie thermique Q1 à fournir, sous forme de chaleur, pour chauffer 0,10 g d'or de la température θ1 = 24°C jusqu'à sa température de fusion, sous pression réduite.
3. Calculer l'énergie thermique Q2 à fournir, sous forme de chaleur, pour faire fondre cette masse d'or solide à cette température de fusion.
4. Calculer l'énergie thermique Q3 à fournir, sous forme de chaleur à la pression réduite, pour chauffer 0,10 g d'or liquide de la température de fusion jusqu'à la température de vaporisation.
5. Calculer l'énergie thermique Q4 à fournir, pour vaporiser cette masse d'or liquide en restant à cette température.
6. En déduire l'énergie thermique minimale Qmin à fournir, sous forme de chaleur à la pression réduite, pour vaporiser 0,10 g d'or pris à l'état solide à 24°C.
7. En suivant une démarche analogue, calculer l'énergie thermique Q nécessaire pour vaporiser, sous la pression
atmosphérique, la même masse d'or métallique initialement solide à 24°C.
8. Formuler une hypothèse quant aux deux intérêts de l'enceinte « sous vide » pour ce bijoutier.
Données pour l'or
Température de fusion : θfusion = 1 064°C.
Températures de vaporisation :« sous vide » : θ1 vaporisation = 1 132°C ;
sous pression atmosphérique : θ2 vaporisation = 2 856°C.
Capacité thermique massique de l'or à l'état solide : Cm = 129 J.kg-1.K-1.
Capacité thermique massique de l'or à l'état liquide : C'm = 168 J.kg-1.K-1.
Energie massique de fusion de l'or liqide: Lfus = 64,9 kJ.kg-1.
Energie massique de vaporisation de l'or liquide : Lvap = 1 650 kJ.kg-1.
Je ne comprend pas la question 1.
Voila ce que j'ai fait pour les autres questions:
2) Q1= m*c*DelT°
Q1= 0.0001 * 129 * ( 1064 - 24 )
Q1= 13,416 J
3) Q2 = m * c * DelT°
Q2 = 0,0001*129*1064
Q2= 13,7256 J
4) Q3= m*c*DelT°
Q3= 0,0001 * 168 * ( 1132 - 1064 )
Q3= 1,1424 J
5) Q4= 0,0001 * 168 * 1132
Q4= 19,01 J
Je ne sais pas si mes résultats sont correct et je n'arrive pas non plus les autres questions.
Bonjour !
Il me semble que la question 1 revient juste à tracer un axe (une flèche) avec deux graduations : une pour la température de fusion et l'autre pour la température de vaporisation sous vide. Puis tu places, avant la première graduation "solide", puis "liquide" et "gazeux".
Puis tu refais un autre axe similaire pour les températures sous pression atmosphérique.
Ah ok merci d'accord je comprend merci. Si vous avez compris pouvez vous m'aider sur les autres question.
Pour les questions 3 et 5, je crois que tu t'es trompé :
3. Tu dois calculer l'énergie necessaire pour faire fondre 0,1g d'or : tu dois donc utiliser l'énergie massique de fusion.
5. C'est la même chose, tu dois calculer l'énergie necessaire pour vaporiser 0,1g d'or, tu dois donc utiliser...
6. L'énergie thermique minimale à fournir pour vaporiser 0,1g d'or pris à l'état solide à 24°C : il faut donc l'amener à la température de fusion, le faire fondre, l'amener à la température de vaporisation, puis le vaporiser. C'est donc la somme de ....?
7. Tu dois utiliser la même démarche que dans les questions 2 à 6, mais cette fois avec les données sous pression atmosphérique et non sous vide.
8. Euhhh je ne vois qu'une raison (après avoir répondu aux questions)... J'ai bien peur de ne pas pouvoir t'aider pour celle-là...
J'espère t'avoir aidé !
D'accord, merci pour vos réponses. Désolé de vous répondre si tard mais je n'aie pas vue que vous aviez répondu. Donc voici les questions:
3) Q2 = m * c * Lfus
Q2= 0,0001*129*64,9
Q2= 8.4*10^-1
5) Q4= m*c*Lvap
Q4= 0,0001 * 168 * 1650
Q4= 27.72
6) Q1+Q2= 8.4*10^-1 + 27.72
q1 + q2= 28.56
7) Q1= m*c*DelT°
Q1= 0.0001 * 129 * ( 1064 - 24 )
Q1= 13,416 J
Q2 = m * c * Lfus
Q2= 0,0001*129*64,9
Q2= 8.4*10^-1
Q3= m*c*DelT°
Q3= 0,0001 * 168 * ( 2856-1064)
Q3= 30.1 J
Q4= m*c*Lvap
Q4= 0,0001 * 168 * 1650
Q4= 27.72
Mais non ca ne peut pas être sa !
Déjà mets toujours les unités à la fin des calculs, sinon ça ne veut rien dire en physique.
Ensuite, pour les questions 3 et 5, tu t'es trompé dans ta formule : Q=m*L. La capacité thermique n'a rien à voir là-dedans !
Pour la 6, il s'agit de l'énergie nécessaire à la vaporisation, il faut donc aussi prendre en compte Q3 et Q4.
Essaie avec ça, tu devrais trouver des résultats plus cohérents 
Bonjour, encore désolée du retard. Merci beaucoup pour votre aide alors voilà:
3) Q2= m*L
Q2= 0,0001*64,9
Q2= 0,00649 KJ
5) Q4= m*L
Q4= 0,001*1650
Q4= 0,165 KJ
6) Q1+Q2+Q3+Q4= 13,416 + 1,1424+ 0,00649 + 0,165= 14,72989 C
Mais j'ai additionner des KJ et des J a la question 6 et ce que c'est bon ! Est ce que vous pouvez m'aider pour les deux dernières questions je comprend pas ! Merci
Pour la question 6, il faut bien entendu additionner des J pour obtenir des J. Tu ne peux pas additionner des J et des kJ, pour obtenir ensuite des C (qui sortent d'où d'ailleurs ??). Il fsut donc convertir Q2 et Q4.
Pour la question 7, il faut répéter les questions 2,3,4,5 et 6 avec les données "sous pression atmosphérique" et non "sous vide" (d'ailleurs, toutes les questions ne changent pas, seule la question 4 est à refaire, les autres donnant le même résultat dans les 2 cas).
La question 8, il faut attendre les réponses aux questions précédentes
6) Donc voila:
Qi = Q1 + Q2 + Q3 +Q4
Qi= 13.416 + 1.1424 + (0.00649*10^3) + (0.165*10^3)
Qi = 186.0485 J
7) Q1'= m*c*DelT°
Q1'= 0.0001 * 129 * ( 1064 - 24 )
Q1'= 13,416 J
Q2'= m*L
Q2'= 0,0001*64,9
Q2'= 0,00649 KJ
Q3'= m*c*DelT°
Q3'= 0,0001 * 168 * ( 2856-1064 )
Q3'= 30.1056 J
Q4'= m*L
Q4'= 0,001*1650
Q4'= 0,165 KJ
Qi' = Q1' + Q2' + Q3' +Q4'
Qi'= 13.416 + 30.1056 + (0.00649*10^3) + (0.165*10^3)
Q1'= 215.0116 J
8) On remarque que l'energie thermique minimale sous vide pour vaporiser 0.10 g a 24°C est inférieur à l'énergie thermique minimale à pression atmosphérique.
Annuler
connectez vous