Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Fusion d'un glaçon !
Salut 
Alors voilà, je m'entraîne pour un contrôle à venir, et j'ai des difficulté sur un exercice type :
Un calorimètre de capacité thermique C= 150J.K-1 contient une masse m1= 200g d'eau à la température initiale q1=70°C. On y place un glaçon de masse m2=80g sortant du congélateur à la température q2=-23°C.
Déterminer l'état final d'équilibre du système (température finale, masse des différents corps présents dans le calorimètre).
Données:
Chaleur massique de l'eau : ce=4185 J.kg-1.K-1
Chaleur massique de la glace: cg=2090 J.kg-1.K-1
Chaleur latente de fusion de la glace: Lf=3,34.105 J.kg-1
Donc, moi j'ai fait :
On pose 
e, l'équilibre thermique, tel que :
Q = m . Cm . (f - i)
Q1 = 200
10-3 4185 ( e-70)
Q1 = 837 ( e - 70)
Q2 = 8010-3 2090 (e- (-23))
Q2 = 167.2 e - (-23))
On néglige l'influence du calorimètre, donc : Q1 = Q2
837 ( e - 70) = 167.2 e - (-23))
e =' 837 70 + 167.2 -23) / (837+ 167.2)
e = 54.51°c
donc, la température finale sera de 54.51 °C
Ensuite :
Q = m.L
Q = 80.10-3 x 3.34.105
Q = 26 720
Donc, la masse le changement d'état à entraîner un gain d'énergie thermique de 26 720J au glaçon
Sincèrement je bloque, pour les calculs et les interprétation à faire 
Merci d'avance 
Bonjour,
Avant de se lancer dans les "formules" il serait bon de réfléchir un peu physiquement.
La première question à se poser est de savoir s'il restera de la glace dans un mélange à 0 °C à la fin.
En effet pour élever la température du glaçon depuis -23 °C jusque 0 °C puis pour le faire entièrement fondre à 0 °C il faut une certaine quantité de chaleur. Est-ce que le calorimètre et son contenu en eau (à 70 °C tous les deux) peuvent communiquer cette quantité de chaleur en se refroidissant jusque 0 °C ?
Si oui, à l'état final il restera seulement de l'eau à température supérieure à 0 °C
Sinon, l'état final sera à O °C avec une partie du glaçon non fondue.
Alors, dans quel cas sommes-nous ?
Quelle est la quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre entièrement à 0 °C le glaçon, initialement à -23 °C ?
Quelle serait la quantité de chaleur cédée par le calorimètre et son contenu si leur température passait de 70 °C à 0 °C ?
Conclusion ?
Tout d'abord, merci pour ta réponse
Je ne comprend pas comment physiquement et sans calcule ont peu répondre !
Je dirais que non le glaçon ne fondra pas entièrement, mais simplement car le calorimètre et son contenu ne peuvent pas se refroidir jusqu'à 0°C, car le glaçon n'est pas assez froid ...
Mais après tout dépend la durée, pendant laquelle ont laisse le glaçon ...
Je n'ai pas dit qu'il ne fallait pas calculer. J'ai écrit qu'il fallait commencer par réfléchir avant de calculer...
Donc (premier calcul) :
Quelle est la quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre entièrement à 0 °C le glaçon, initialement à -23 °C ?
Je t'ai posé une question dans mon message du 19 à 19 h 27
Elle me semble claire et j'attends la réponse :
Quelle est la quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre entièrement à 0 °C le glaçon, initialement à -23 °C ?
Non.
Ceci est la quantité de chaleur nécessaire pour porter un glaçon de 80 grammes de la température initiale -23 °C à une température finale 0 °C
Mais à 0 °C il reste un glaçon...
Il faut encore prendre en compte la quantité de chaleur nécessaire pour le faire fondre entièrement à 0 °C
Ah oui, en effet, en faisant fondre le glaçon celui ci change d'état, donc on utilise la formule :
Q = m.L
= 80.10-3 x 3,34.105
= 2,7 .104 J
Donc, peux-tu maintenant répondre à la première des deux questions que je posais le 18 mars à 8 h 05 :
Quelle est la quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre entièrement à 0 °C le glaçon, initialement à -23 °C ?
Ceci ne répond pas à la question...
Ceci serait vrai si la température initiale du glaçon était de 0 °C
Mais la température initiale du glaçon est de -23 °C
Ah, d'accord 
C'est complexe tout ça !
Q(glaçon) = 2,7 .104 + m.Ceau.(Tfinal-Tinitial)
= 2,7 .104 + 80.10-3. 2090.(0-(-23)
= 2,7 .104 + 3845.6
= 3,1.104 J
Pour faire fondre entièrement à 0 °C un glaçon de 80 grammes initialement à -23 °C il faut une quantité de chaleur :
Q = m.cg(f - i) + m.Lf
Q = 0,080 2090 [0 - (-23)] + 0,080 3,34.105 
3,1.104 joules
Deuxième question :
Quelle serait la quantité de chaleur cédée par le calorimètre et son contenu si leur température passait de 70 °C à 0 °C ?
Annuler
connectez vous