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 *

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...

Les Réactions Acido-Basiques

Les Réactions Acido-Basiques Comprendre Les Réactions Acido-Basiques Anna, une élève de 3ème, doit réaliser une expérience en classe de chimie pour comprendre les réactions acido-basiques. Elle décide d'utiliser un jus de citron (acide citrique) et du bicarbonate de...

Condensation de la vapeur d’eau

Condensation de la vapeur d'eau Comprendre la Condensation de la vapeur d'eau Un récipient contient de l'air et de la vapeur d'eau à \(100^\circ C\). Le récipient est ensuite refroidi jusqu'à atteindre une température de \(25^\circ C\). À cette température, la vapeur...

Évaporation de l’eau d’une piscine

Évaporation de l'eau d'une piscine Comprendre l'Évaporation de l'eau d'une piscine Pendant l'été, l'eau d'une piscine peut s'évaporer sous l'effet de la chaleur du soleil. Nous allons calculer la quantité d'eau qui s'évapore d'une piscine pendant une journée chaude....

Réaction entre le zinc et l’acide chlorhydrique

Réaction entre le zinc et l'acide chlorhydrique Comprendre la Réaction entre le zinc et l'acide chlorhydrique Le zinc réagit avec l'acide chlorhydrique (HCl) pour produire du chlorure de zinc (ZnCl₂) et de l'hydrogène gazeux (H₂). Consignes : Équilibrez l'équation...

Calcul de Stœchiométrie

Calcul de Stœchiométrie Comprendre le Calcul de Stœchiométrie La réaction chimique entre l'hydrogène gazeux (H₂) et le dioxygène gazeux (O₂) produit de l'eau (H₂O) selon l'équation chimique suivante : 2H2(g)​ + O2(g)​ → 2H2​O(l)​ Supposons que vous disposiez de 4,0 g...

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...