Calculs autour de la fusion de la glace

Calculs autour de la fusion de la glace

Comprendre les Calculs autour de la fusion de la glace

Vous disposez d’un bloc de glace pure de 200 g à 0°C. Vous décidez de le faire fondre complètement en le plaçant dans un environnement à température constante supérieure à 0°C.

Objectifs :

1. Calculer la quantité d’énergie nécessaire pour faire fondre complètement le bloc de glace.

2. Déterminer la température finale de l’eau obtenue après la fusion, si cette eau reçoit ensuite 10 500 joules d’énergie supplémentaire.

Données :

  • Masse de la glace (m) = 200 g
  • Chaleur latente de fusion de la glace (L) = 334 J/g
  • Capacité thermique spécifique de l’eau (c) = 4.18 J/(g.°C)

Correction : Calculs autour de la fusion de la glace

1. Énergie nécessaire pour faire fondre complètement le bloc de glace

Pour calculer l’énergie nécessaire à la fusion de la glace, on utilise la formule :

\[ Q_{\text{fusion}} = m \times L \]

où :

  • \(m = 200\, \text{g}\) (masse de la glace),
  • \(L = 334\, \text{J/g}\) (chaleur latente de fusion de la glace).

En substituant les valeurs :

\[ Q_{\text{fusion}} = 200\, \text{g} \times 334\, \text{J/g} \] \[ Q_{\text{fusion}} = 66800\, \text{J} \]

Donc, 66800 Joules d’énergie sont nécessaires pour faire fondre complètement le bloc de glace.

2. Température finale de l’eau après avoir reçu les 10 500 joules d’énergie supplémentaire

Après la fusion, l’énergie supplémentaire reçue par l’eau est utilisée pour augmenter sa température.

Pour trouver le changement de température \((\Delta T)\), on utilise la formule :

\[ Q_{\text{temp}} = m \times c \times \Delta T \]

où :

  • \(Q_{\text{temp}} = 10500\, \text{J}\) (énergie supplémentaire),
  • \(m = 200\, \text{g}\) (masse de l’eau, identique à celle de la glace),
  • \(c = 4.18\, \text{J/(g.°C)}\) (capacité thermique spécifique de l’eau).

En réarrangeant la formule pour \(\Delta T\) et en substituant les valeurs :

\[ \Delta T = \frac{Q_{\text{temp}}}{m \times c} \] \[ \Delta T = \frac{10500\, \text{J}}{200\, \text{g} \times 4.18\, \text{J/(g.°C)}} \] \[ \Delta T  \approx 12.56\, \text{°C} \]

La température initiale de l’eau juste après la fusion est de 0°C. Ainsi, la température finale de l’eau, après avoir reçu les 10 500 joules d’énergie supplémentaire, est :

\[ T_{\text{finale}} = T_{\text{initiale}} + \Delta T \] \[ T_{\text{finale}} = 0\, \text{°C} + 12.56\, \text{°C} \] \[ T_{\text{finale}} \approx 12.56\, \text{°C} \]

Conclusion :

L’énergie nécessaire pour fondre complètement le bloc de glace est de 66800 Joules. Après avoir reçu 10 500 joules d’énergie supplémentaire, la température finale de l’eau est d’environ 12.56°C.

Calculs autour de la fusion de la glace

D’autres exercices de chimie 3 ème:

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Concentration Ionique des Sels Solubles

Concentration Ionique des Sels Solubles Comprendre la Concentration Ionique des Sels Solubles Dans le cadre de leur cours de chimie, les élèves d'une classe de 3ème étudient les propriétés et le comportement des ions dans les solutions. Pour mieux comprendre les...

Effets de la Concentration sur le pH

Effets de la Concentration sur le pH Comprendre les Effets de la Concentration sur le pH Dans cet exercice, les élèves examineront comment la concentration d'une solution acide affecte son pH. Ils utiliseront l'acide chlorhydrique (HCl), un acide fort communément...

Composition Atomique du Magnésium

Composition Atomique du Magnésium Comprendre la Composition Atomique du Magnésium Le magnésium est un élément chimique couramment utilisé dans la fabrication de matériaux légers et résistants, notamment dans l'industrie aérospatiale. Sa structure atomique est cruciale...

Calcul de Masse Molaire

Calcul de Masse Molaire Comprendre le Calcul de Masse Molaire Vous êtes un chimiste travaillant sur une nouvelle substance composée d'atomes de carbone (C), d'hydrogène (H) et d'oxygène (O). Vous avez besoin de déterminer la masse molaire de cette substance pour...

Réaction Zinc-Acide Chlorhydrique

Réaction Zinc-Acide Chlorhydrique Comprendre la Réaction Zinc-Acide Chlorhydrique Dans le cadre d'un projet scolaire, une classe de 3ème souhaite réaliser une expérience pour comprendre les réactions chimiques des métaux avec l'acide chlorhydrique. Avant de commencer...

Calcul de la masse de nickel

Calcul de la masse de nickel Comprendre le Calcul de la masse de nickel Dans un laboratoire, un chimiste souhaite produire de l'oxyde de nickel(II) (NiO) en chauffant du nickel métallique en présence d'oxygène. Cette réaction est importante pour la fabrication de...

Calcul du pH dans un Écosystème Pollué

Calcul du pH dans un Écosystème Pollué Comprendre le Calcul du pH dans un Écosystème Pollué La combustion de carburants fossiles (comme le charbon et le pétrole) dans les usines et les véhicules libère des oxydes de soufre (SO₂) et des oxydes d'azote (NOₓ) dans...

Corriger le pH d’un Écosystème Aquatique

Corriger le pH d'un Écosystème Aquatique Comprendre comment Corriger le pH d'un Écosystème Aquatique Un lac a été pollué par des rejets acides d'une usine voisine. Pour neutraliser l'acidité, des techniciens envisagent d'ajouter de l'hydroxyde de calcium,...

Déterminer la Concentration d’une Solution

Déterminer la Concentration d'une Solution Comprendre comment Déterminer la Concentration d'une Solution Lors d'une expérience de laboratoire en classe, vous et votre équipe êtes chargés de préparer une solution saline pour une expérience de biologie qui étudie...

Préparation d’une Solution de Nitrate

Préparation d'une Solution de Nitrate Comprendre la Préparation d'une Solution de Nitrate Dans un laboratoire de recherche en biologie marine, les scientifiques étudient les effets de divers polluants sur les algues marines. L'une des substances testées est le...