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:

Calcul de Masse Molaire

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...

Structure de l’Atome

Structure de l’Atome

Structure de l'Atome Comprendre la Structure de l'Atome Un atome est la plus petite unité constitutive de la matière qui conserve les propriétés chimiques d'un élément. Les atomes sont composés de trois types de particules subatomiques : les protons, les neutrons et...

Calcul du pH d’une Solution

Calcul du pH d’une Solution

Calcul du pH d'une Solution Comprendre le Calcul du pH d'une Solution On vous fournit une solution d'acide chlorhydrique (HCl), qui est un acide fort. La concentration de cette solution est de 0,01 mol/L. Questions: 1. Rappeler la définition du pH. 2. Écrire...

Combustion du butane dans un réchaud

Combustion du butane dans un réchaud

Combustion du butane dans un réchaud Comprendre la Combustion du butane dans un réchaud Tu organises une sortie camping avec tes amis. Pour cuisiner, vous utilisez un réchaud à gaz qui fonctionne au butane (C4H10). Lorsque le butane brûle complètement, il réagit avec...

Calcul de la Masse Volumique de l’Eau

Calcul de la Masse Volumique de l’Eau

Calcul de la Masse Volumique de l'Eau Comprendre le Calcul de la Masse Volumique de l'Eau Dans le cadre d'une étude sur les propriétés physiques des liquides, un groupe de chercheurs en chimie environnementale veut déterminer la masse volumique de l'eau à différentes...

Étude du pH dans des Mélanges Réactifs

Étude du pH dans des Mélanges Réactifs

Étude du pH dans des Mélanges Réactifs Comprendre l'Étude du pH dans des Mélanges Réactifs Dans un laboratoire de recherche, les scientifiques préparent une solution pour une expérience en mélangeant deux liquides : une solution d'acide chlorhydrique (HCl) et une...

Calcul de la masse volumique du bloc

Calcul de la masse volumique du bloc

Calcul de la masse volumique du bloc Comprendre le Calcul de la masse volumique du bloc Dans un laboratoire de chimie, les élèves doivent déterminer si un mystérieux bloc de métal est de l'or pur. Pour ce faire, ils doivent calculer la masse volumique du bloc et...

Concentration Ionique des Sels Solubles

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

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...

0 commentaires

Soumettre un commentaire

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