thermodynamique : premier principe

[Quentin B]

Bonjour,
J'essai de résoudre ce QCM mais je n'y arrive qu'à moitié. Merci d'avance pour votre aide.

ENONCE : cf pièce jointe

Pour la variation de température : on utilise Q = m . c . ΔT soit ΔT = Q / (m.c) = 10^6 / (75.10^3.4) = 3.3 K

Pour la variation de volume : je bloque car je ne vois pas quelle formule il faut utiliser et comment la manipuler. Je pense qu'il y a un lien avec la masse volumique de l'eau ce qui me conduit à calculer la masse d'eau ajoutée et à en déduire le volume. Mais aucune de mes recherches me mènent au bon résultat de 0.45 L.
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[gts2]

Bonjour,

C'est le "même" calcul que celui que vous avez fait, dans le premier cas, vous avez dit que Q avait comme conséquence une variation de T, dans le deuxième cas, l'effet de Q est une vaporisation. La seule différence est que la donnée concernant la variation de T est exprimée avec des kg, alors que la deuxième est exprimée avec des moles. Vous allez donc d'abord trouver des moles à traduire en kg puis en litre. Ce n'est pas "la masse d'eau ajoutée" mais la masse d'eau vaporisée.

Il est vrai que c'est présenté de manière très bizarre : un système isolé qui échange de la chaleur ?!

[Quentin B]

il faudrait donc faire m = Q / (c.ΔT) = 10^6/(4x3.3) = 10^6/13=76923 g = 77 kg
puis on fait n= m / M soit n = 77 / 18 = 4.2 mol .. C'est un bon début ? Je bloque ensuite

[gts2]

Non : cette fois Q sert à vaporiser l'eau (liq -> vap) avec une nécessité de 40 kJ/mol pour cette transformation. Donc la variation de température n'a rien à faire ici.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Quentin B]

On utilise Q = m(eau) x ΔvapH(eau) alors ?

[gts2]

Oui c'est bien cela en faisant attention à ce que ΔvapH(eau) est donnée en kJ/mol.

[Quentin B]

ah oui donc Q = n . ΔvapH soit n = Q / ΔvapH = 10^6 / 40 = 25 . 10^3 mol que l'on convertit en g par m = nM = 25.10^3 x 18 = 45 x 10^4 g soit 450 kg mais là je pêche dans la suite du raisonnement..

[gts2]

Vous avez oublié les kJ/mol

Et sinon 450 kg d'eau, cela fait combien de litres d'eau ?

[Quentin B]

ah oui !! donc n = 10^6 / (40x10^3) = 25 mol donc m = 25 x 18 = 450 g soit 450 mL = 0.45 L .

Merci infiniment !