Thermochimie (la suite =) )

[invite3a8ed84a]

On place un glaçon de masse m=23,0g à la température x=-10°C dans un verre d'eau contenant 300 mL d'eau à x=20°C Calculer la température finale en °C, une fois le glaçon entierement fondu. La transformationest supposé abiatique
cp_eau=4,18 J.K^-1.g^-1 cp_glace=2,O9 J.K^-1.g^-1
l_fusion,glace=334 J.g^-1 masse volumique de l'eau= 1 g.mL^-1


A) 11,5°C B)12°C C)12,5°C D)13°C E)13,5°C

-----------------------------------------------
j'ai répondu au pif à cette question........D)13°C.... dites moi si j'ai fais le bon choix ^^ et si possible en m'expliquant la démarche à suivre parce que je n'ai pas compris comment il fallait s'y prendre
merci
-----

[pephy]

bonjour
les 300 ml d'eau vont fournir une quantité de chaleur qui va servir:
a) à réchauffer le glaçon de -10°C à 0°C
b)à faire fondre le glaçon à 0°C
c)à réchauffer l'eau de fusion de 0 à la température finale

Par contre j'ai un petit problème parce que je trouve 13,25°C...

[invite5e2d695b]

ta transformation se decompose ainsi :
Réchauffement de ton glaçon de -10 °C à 0 °C
Fusion de ton glaçon à 0°C
Réchauffement de ton eau provenant du glaçon de 0°C à Tf
Refroidissement de ton eau (les 300 mL) de 20 °C à Tf

Soit m1 la masse de ton glaçon et m2 ta masse d'eau liquide au départ

m1 x Cp(glace) x (273 - 263) + m1 x Lfus eau + m1 x Cp(eau) x (Tf - 263) + m2 x Cp(eau) x (Tf - 293) = 0 car adiabatique

Moi je trouve Tf = 284,82 K soit 11,67 °C

donc j'opterai pour la réponse a)

[pephy]

m1 x Cp(glace) x (273 - 263) + m1 x Lfus eau + m1 x Cp(eau) x (Tf - 263) + m2 x Cp(eau) x (Tf - 293) = 0 car adiabatique

pas d'accord
l'eau de fusion est à 273K
pour réchauffer l'eau de fusion c'est
m1.Cp(eau)(Tf-273)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5e2d695b]

oui oui, tu as raison, je me suis mélangé dans les chiffres, biensur on réchauffe l'eau fondu de 0 à Tf

ce qui donne Tf = 12,5 °C soit la réponse c)

[pephy]

ce qui me donne 13,2°C avec les valeurs de l'énoncé...
pas génial ce QCM

[invite5e2d695b]

moi je trouve très exactement 12,53 °C avec les valeurs de l'énoncé ce qui est très proche de la réponse c) 12,5 °C

je vois pas comment tu trouves 13,2 °C (si je peux me permettre de te tutoyer)

[pephy]

Il y a quelque chose qui m'échappe ou ma calculatrice est fatiguée
refroidissement de l'eau 300x4,18(20-t)=25080-1254t
réchauffement du glaçon 23x10=230
fusion du glaçon 23x334=7682
réchauffement de l'eau de fusion: 23x2,09xt=48,07t
bilan pour la glace: 7912-48,07t
d'où
25080-1254t=7912+48,07t
17168=1302,07t
t=13,185°C je baisse mais çà se rapproche plutôt de 13

[invite5e2d695b]

refroidissement de l'eau 300x4,18(20-t)=25080-1254t

attention c'est 300 x 4,18 x (Tf -20) car lors d'une transformation c'est toujours température finale - température initiale
soit 1254 Tf - 25080

réchauffement du glaçon 23x10=230

tu as oublié de multiplier par la Cp(glace)
m1 x Cp(glace) x (0 - (-10)) = 23 x 2,09 x 10 = 480,7

fusion du glaçon 23x334=7682

OK

réchauffement de l'eau de fusion: 23x2,09xt=48,07t

il faut utiliser Cp (eau) et non plus Cp(glace) car dans cette transformation ton eau est liquide

23 x 4,18 x (Tf - 0) = 96,14Tf


Donc un bilan final de :
1254 Tf - 25080 + 480,7 + 7682 + 96,14 Tf = 0
D'où Tf = 12,53 °C

[pephy]

tu as oublié de multiplier par la Cp(glace)
m1 x Cp(glace) x (0 - (-10)) = 23 x 2,09 x 10 = 480,7

il faut utiliser Cp (eau) et non plus Cp(glace) car dans cette transformation ton eau est liquide

23 x 4,18 x (Tf - 0) = 96,14Tf

OK vu! Merci.
pour l'eau mon calcul est bon car j'écris l'égalité des quantités de chaleur échangées et non pas que la somme est nulle.