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Transferts thermiques
Bonjour,
je suis bloqué à cet exercice dont voici l'énoncé :
On sort une masse m=100g de glace d'un congélateur à la température de -18°C.
On suit l'évolution de la température de cette eau au cours du temps lors d'un chauffage très lent sous la pression atmosphérique normale de 1013 hPa.
Données relatives à l'espèce H2O :
Chaleur latente massique de fusion : (Lm)f= 335kJ.kg-1
Capacité thermique massique de la glace : Cm(glace)=2,10 kJ.K-1.kg-1
Capacité thermique massique de l'eau : Cm(eau)= 4,18 kJ.K-1.kg-1
Quelle energie doit fournir le milieu extérieur pour obtenir 100 g de vapeur d'eau à la température θf=100°C à partir de 100 g de glace sortie du congélateur à la température θ= -18°C
J'avais pensé utiliser la formule Q=mcΔθ mais je n'en suis vraiment pas sure..
J'aurais d'abord penser faire Q=ml pour que la glace fonde et ensuite faire Q=mcΔθ.
Par contre je ne sais pas quand utilier la chaleur latente de vaporisation...
Physiquement (il faudra traduire chaque phrase par une quantité de chaleur ! ) :
1) on augmente la température des 100 g de glace de -18 °C jusqu'à 0 °C
2) on apporte la chaleur permettant la fusion des 100 g de glace en eau à 0 °C
3) on augmente la température des 100 g d'eau de 0 °C à 100 °C
4) on apporte la chaleur permettant l'évaporation des 100 g d'eau à 100 °C
À toi !
Je ne sais pas si c'est ça..
1) mc(glace)Δθ=100*2100*18=3,7*106
2)Q=ml(f)=100*335000=3,3*107
3)mc(eau)Δθ=100*418000*100=4,2*109
4)Q=ml(v)=100*2259000=2,2*108
3,7*106+3,3*107+4,2*109+2,2*108=4,5*109
Ça ressemble... mais :
Attention aux unités !
Tu ne mets pas l'unité du résultat, donc je ne peux pas répondre.
D'autre part il faut dans chaque équation que la masse soit en kilogramme (kg)
À toi !
Ok je recommence,
1) mc(glace)Δθ=0.1*2100*18=3780 J.K-1
2)Q=ml(f)=0.1*335000=33500 J.kg-1
3)mc(eau)Δθ=0.1*418000*100=4180000 J.K-1
4)Q=ml(v)=0.1*2259000=225900 J.kg-1
3780+33500+4180000+225900= 4 443 180 Jkg-1K-1
1) on augmente la température des 100 g de glace de -18 °C jusqu'à 0 °C
m = 0,1 kg
Cm(glace) = 2 100 J.kg-1.K-1
= 18 °C = 18 K
Q1 = m.Cm(glace). = 0,1 
2 100 18 = 3 780 J
Quand on multiplie des kg par des J.kg-1.K-1 par des K, on obtient des joules.
_____
2) on apporte la chaleur permettant la fusion des 100 g de glace en eau à 0 °C
m = 0,1 kg
Lm(f) = 335 000 J.kg-1
Q2 = m.Lm(f) = 0,1 335 000 = 33 500 J
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3) on augmente la température des 100 g d'eau de 0 °C à 100 °C
m = 0,1 kg
Cm(eau) = 4 180 J.kg-1.K-1
= 100 °C = 100 K
Q3 = m.Cm(eau). = 0,1 4 180 100 = 41 800 J
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4) on apporte la chaleur permettant l'évaporation des 100 g d'eau à 100 °C
m = 0,1 kg
Lm(v) = 2 259 000 J.kg-1
Q4 = m.Lm(v) = 0,1 2 259 000 = 225 900 J
_____
Chaleur nécessaire :
Q 
305 kJ
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