exercice de thermochimie

[invite613a4e44]

Bonjour à tous,
Je vous soumets un de mes exos d'ED que je n'arrive pas à résoudre ce qui m'empêche de préparer correctement la séance ( et donc me stresse car j'ai un concours à la fin de l'année et ne doit pas prendre de retard).
Si quelqu'un pouvait m'aider ou au moins me donner une piste...

Enoncé:
On mélange adiabatiquement sous la pression atmosphérique 10 kg d'eau à 300 k et 1 kg de glace à la tempréature 263 k.

Quelle est la variation d'entropie du système? (déterminer d'abord la température finale du système).

Les données sont 1)chaleur latente de fusion de la glace: 336 J.par g
2)capacité massique de l'eau à pression constante : 4,18J par g par K
3)Cp(H2o)glace=2,15 J par g par K

Tout renseignement sera précieux. Merci d'avance.
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[invitee027ffbf]

bonjour,
sans être très précis, je peux dire que:
- l'eau liquide va se refroidir et l'eau solide va se réchauffer!
la glace va ensuite fondre, peut être totalement ou non.
le tout est de trouver ou se fera l'equilibre

- La glace va d'abord se réchauffer de 263°K à 273°, ce qui va "absorber" 2,15 J par gramme et par °K, donc 21,5 KJ.
- a l'inverse, l'eau va "libérer" de la chaleur a raison de 4,18 J par gramme et °K
- La glace va fondre (a t° constante: 273°K) en absorbant 336 J par gramme.
- après, peut être que l'eau (qui était glace) va se réchauffer, tjs à raison de 4,18 J par gramme et °K

L'équilibre sera atteint quand la même quantité de chaleur aura été absorbée et libérée.

A vue de nez, toute la glace aura fondu et au final l'eau sera à plus de 273°K.

a+

[invite788fa302]

si tu as m₁=10 kg d'eau liquide à T₁=300K, et m₂=1kg de glace à T₂=263K , ton état final sera sûrement 11kilos d'eau liquide à une température Tf telle que T₂<Tf<T₁. Ça reste qualitatif là.

Tu travaille sous pression P0 constante, donc tu peux utiliser l'enthalpie H, et comme H est une fonction d'état elle est indépendante du chemin suivi.

1 étape) m₂ de glace à T₂ qui devient m₂ de glace à To=273K (température de changement d'état. dH₁= m₂*cp(H₂0 glace)*dT (Attention tes capacités sont massique, c'est pour ça qu'on multiplie avec la masse)

2etape) m₂ glace devient m₂ d'eau liquide à To (c'est le changement d'état) dH₂=m₂*L (liquéfaction)= -m₂*L (fusion)

3étape) m₁ d'eau à T₁ devient m₁d'eau à Tf et m₂ à T₂ devient m₂ d'eau à Tf, tu utilise donc que dH₃= m₁*cp(eau liquide)*dT+m₂*cp(eau liquide)*dT

Au total : dH = dH₁ + dH₂ + dH₃

Mais On a H = U + PV => dH = dU + P0dV =0 car la transformation est adiabatique à Po constante

dH₁ + dH₂ + dH₃ =0 tu peux en déduire Tf

Après pour calculer S, je te conseil d’utiliser l’identité thermodynamique.

Voilà j'ai bien détaillée en espérant que tu comprenne. bon courage