il doit manquer des données
capacité calorifique massique de la glace
chaleur latente de fusion
valeur en eau du calorimètre

système =eau+glace+calorimètre

il faut faire des hypothèses et faire l'inventaire des qtés de chaleur reçues ou cédées par des parties du système à d'autres parties.
Hypothèse 1
la glace fond totalement et la température d'équilibre est tf.((0°C<Tf<20°C)Tf est l'inconnue
les qtés de chaleur échangées sont
    Q1 :la température de la glace passe de -10°C à 0°C  
    Q2 :100g de glace fondent
    Q3 :l'eau de fusion passe de 0°C à tf
    Q4::la température des  50mL d'eau du calorimètre et du calorimètre passe de 20°C à Tf
Q1,Q2,Q3 >0  (Qtés de chaleur reçues)
Q4<0  (Qté de chaleur fournie)
Lorsque l'équilibre thermique est atteint

    Q1+Q2+Q3+Q4=0
si la valeur Tf est absurde,il faut faire une autre hypothèse
  
2Hypothèse 2
   La glace passe de -10°C à 0°C,mais toute la glace ne fond pas.
   La température d'équilibre Tf est alors 0°C
   L'inconnue devient la masse de la glace ayant fondue .
les qtés de chaleur échangées sont
   Q1 idem 1er cas)
   Q2 :m g de glace fond
   Q3 :la température de 50mL d'eau et du calorimètre passe de 20°C à 0°C.
Lorsque l'équilibre thermique est atteint
Q1+Q2+Q3=0
on détermine la masse m de glace ayant fondu
si la valeur de m est absurde ,faire une autre hypothèse

Hypothèse 3
la température d'équilibre est 0°C ,mais la masse de la glace a augmenté

En fonction des données ,on choisit l'hypothèse qui semble la plus vraisemblable.

Il importe de définir chaque Qté de chaleur précisément
Par exemple ,à la place de  Q1 :la température de la glace passe de -10°C à 0°C  il faudrait écrire
Q1:Qté de chaleur reçue par 100g de glace pour que sa température passe de -10 °C à O°C.

s'il n'y avait que quelques gouttes d'eau dans le calorimètre on pourrait imaginer que celle-ci se transforme en glace et qu'à l'équilibre -10°C<tf<0°C



  

oui tu as raison on vien de nous donner la capacité calorifique massique de la neige qui est de  c= 2.06 Kj.kg.K-1.

enfaite je ne comprend pas pourquoi le système est eau + glace + calorimètre (je pensais que c'était seulement l'eau et la glace).
Pour la chaleur latente de fusion de la glace elle était donner dans un autre exercice que nous avions fait et elle était de  L= 333 kJ.kg-1

Merci pour ta réponse =)

Bonsoir,

Personnellement, j'ai trouve:

Tu nous a donne dans ton dernier post:
la capacité calorifique massique de la neige qui est de  c= 2.06 Kj.kg.K-1.
Par contre, la neige c'est pas tout a fait de la glace... Dans mon livre, j'ai releve la capacite calorifique de la glace = 2090 J.kg-1.k-1 (ca ne differe pas beaucoup de celle de la neige, mais quant meme je prendrai mon hypothese)

Un peu de comprehension avant les calculs:
L'eau a une temperature plus eleve que la glace, donc l'eau cede de l'energie a la glace... La temperature de l'eau diminue, et celle de la glace augmente (en plus, il peut y avoir un changement d'etat) pour arriver a une temperature d'equilibre.
Certainement, un des corps va passer par la temperature de 0^oC dans ce cas la, mais ce n'est pas necessaire que 0^oC soit la temperature d'equilibre. On verra pendant l'exercice, et d'apres les calculs qu'on fera, quel est la temperature d'equilibre alors.

La difficulte dans cet exercice, est qu'il faut separer d'une part l'elevation de temperature, et d'une autre part, le changement d'etat:

-Calculons l'energie necessaire a la glace, pour que sa temperature augmente a 0^oC
U_{glace -10--->0}= 0.1 * 2090 * 10= 2090 J

Calculons l'energie que perd l'eau pour arriver a 0^oC:
U_{eau 20--->0}= rho * v * 4180*-20
                       = 1000* 50*10^-6*4180*-20
                       = -4180 J
4180 > 2090
Donc cela implique que la glace arrivera a la temperature de 0^oC avant l'eau.
Calculons la temperature d'eau pour ce transfert thermique:
l'eau ayant perdu 2090 J
U_{eau 20--->t?}=rho*v*4180*dela t
delta t=U_{eau 20--->t?}/rho*v*4180= -10
dela t= -10
t_f-20=-10
t_f=-10+20=10 ^oC

Durant cette phase, il y a eu transfer thermique et augmentation/diminution de temperature respectivement de la glace et de l'eau, mais toujours pas de temperature d'equilibre.

Calculons l'energie necessaire pour faire fondre toute la glace:
Q_{glace entiere fusion}=m*Lf = 0,1 * 330 000=33 000J

Calculons l'energie que peut ceder l'eau lorsque sa temperature devient 0^oC:
Q_{eau 10--->0}=rho*v*c*-10
                       = -2090 J
2090 < 33 000 J, donc on en deduit que 0^oC est la temperature d'equilibre, et que pas toute la glace fond.
Calculons la quantite d'eau apparue:
La glace gagne ces 2090:
2090 = m* Lf
m= 2090/330000= 6.33*10^-3 Kg
              = 6.33 g

En admettant que le contenu du calorimetre est energetiquement isole (pas de transfert thermique avec le milieu exterieur):
Systeme final:
. t=0_oC ou 273 K
. composition en masse:
m eau= rho*v + m eau apparue
     = 1000*50*10^-6+6.33 *10^-3
     = 0.05633 Kg

m glace restant= 0.1 - m glace fondu = 0.1 - 6.33 *10^-3 = 0.09367 Kg
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