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Niveau école ingénieur
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thermochimie

Posté par
oussayousei
26-03-16 à 17:48

bonsoir ;

j'ai besoin d'une explication de cette énoncé s'il vous plait :

Calculer la température finale de l'eau liquide lorsqu'on mélange de façon adiabatique une mole de glace à -15°C avec quatre moles d'eau à 25°C.
On donne : L'enthalpie de fusion de glace :    ∆h°fusion,273K (H2O,s ) = 6,056 kJ. mol-1.
Les capacités thermiques molaires :  Cp (H2O, glace) = 37,62 J.mol-1 .K-1    Cp (H2O, liquide) = 75,24 J.mol-1.K-1


merci ..

Posté par
quarkplus
re : thermochimie 26-03-16 à 22:36

Bonsoir,
A traiter en 3 étapes :
1 - Il faut réchauffer la glace de  -15 °C  à 0 °C  ,
2 - Il faut faire fondre la glace .
3 - On se retrouve avec les 4 moles d'eau qui ont perdu de la chaleur ET avec l'eau de fusion de la glace qui est à 0° C  .

Posté par
oussayousei
re : thermochimie 27-03-16 à 05:12

merci beaucoup pour votre réponse

s'il vous plait pourriez vous m'expliquer d'avantages j'ai pas bien compris

Posté par
quarkplus
re : thermochimie 27-03-16 à 08:23

Etape 1  : Quelle est la quantité de chaleur nécessaire pour réchauffer  la glace   ?
Quelle est la température de l'eau après cette première étape ?
( Application directe du cours )

Posté par
J-P
re : thermochimie 27-03-16 à 10:40

L'énoncé est, à mon sens, trop gentil.

Il précise que le résultat final est "tout liquide", par son "calculer la température finale de l'eau liquide".

Ceci permet alors de suivre le chemin indiqué par quarkplus, sans se poser de question.

Si on supprime la donnée (qui pour moi est non nécessaire) sur l'état final (liquide), alors, on doit d'abord déterminer quel sera l'état final (qui peut être : tout liquide, tout glace , mix eau glace ... alors forcément à 0°C)

Ce qui suit, est dans cette optique, soit commencer par déterminer l'état final (eau et/ou glace), qui permet alors de faire les calculs corrects.
-----

Quantité de chaleur nécessaire pour amener n = 1 mole de glace de -15°C à 0°C, sans changement d'état : |Q1| =  Cp (H2O, glace) * n *  (Delta theta)
|Q1| = 37,62 * 1 * 15 = 564,3 J

Quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre n = 1 mole de glace à 0°C : |Q2| = ∆h°fusion * n = 6056 * 1 = 6056 J (même valeur absolue que pour "solidifier" de l'eau liquide à 0°C)

Quantité de chaleur nécessaire pour amener n = 4 moles d'eau de 25°C à 0°C, sans changement d'état : |Q3| = Cp (H2O, liquide) * n *  (Delta theta)
|Q3| = 75,24 * 4 * 25 = 7524 J

On a |Q1| + |Q2| < |Q3| et donc l'état final sera : tout liquide et température > 0°C

On peut alors appliquer les étapes de calculs suggérées par quarkplus (une partie a déjà été faite ici).
------

Remarque :

Si on avait trouvé : |Q1| > |Q2| + |Q3|, l'état final aurait été : Tout glace (et donc température finale < 0°C ... à calculer)

Si on avait trouvé :  |Q3| < |Q1| < |Q2| + |Q3|, l'état final aurait été : mélange d'eau et de glace à 0°C (à déterminer alors la proportion eau-glace)

A comprendre pourquoi, retenir par coeur est la meilleure façon de se planter.

Sauf distraction (pas relu).  

Posté par
vanoise
re : thermochimie 27-03-16 à 12:18

Bonjour,
A ce niveau d'enseignement, un raisonnement rigoureux doit nécessairement faire référence à l'enthalpie (d'ailleurs l'énoncé le précise clairement).
1° : La transformation s'effectue sous pression extérieure fixe, donc Q=H.
2° : H étant une fonction d'état,  il est  licite de raisonner comme si la transformation se déroulait comme une succession de trois étapes simples : celles décrites par quarkplus le  26-03-16 à 22:36 puis explicitées par JP.

Posté par
oussayousei
re : thermochimie 28-03-16 à 10:09

vraiment je peux rien dire merci infiniment



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