Problème de Surfusion

[invitedc31994f]

Bonjour à tous,

Le phénomène de la surfusion n'est pas très claire pour moi.

Supposons que je possède m=30 grammes de phosphore à 12.5 °C en surfusion. La température de fusion est à 44°C. L'enthalpie de fusion vaut 20.9 J/g.

Après perturbation du système le phosphore en surfusion devient solide, l'énergie libérer par la solidification vaut Q=m.c.DT avec c valant 0.837 J/g/K. Seulement cette énergie permet la solidification de plus que de 30 grammes de phosphore.

Qrestant=30*0.837*(44-12.5)-20.9*30=164 J

Le reste d'énergie que je trouve égale à 164 Joules, refond-t-il alors une partie du phosphore ? J'ai tendance à penser que la température finale sera supérieure 44°C, est-ce juste ?
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[invitedc31994f]

Merci d'avance pour vos réponses !

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Ce qui arrivera est que seule une partie du liquide va se solidifier et l'ensemble sera à l'équilibre à la température de fusion.
Au revoir.

[invitedc31994f]

Euh j'ai l'impression que l'on obtient cela lorsque la temperature de surfusion est plus proche de la température de fusion (mettons 42°C). La solidification dégage bien de la chaleur non ? Si la température n'est pas suffisamment basse, seule une fraction du liquide se solidifie et la température d'équilibre final est dance cas égale à la température de fusion (la je vous suis). Mais dans le cas présent (12.5 °C) mes calculs ne me donne pas une telle interprétation...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Re.

... Seulement cette énergie permet la solidification de plus que de 30 grammes de phosphore.

Qrestant=30*0.837*(44-12.5)-20.9*30=164 J

Le reste d'énergie que je trouve égale à 164 Joules, refond-t-il alors une partie du phosphore ? J'ai tendance à penser que la température finale sera supérieure 44°C, est-ce juste ?

Euh j'ai l'impression que l'on obtient cela lorsque la temperature de surfusion est plus proche de la température de fusion (mettons 42°C). La solidification dégage bien de la chaleur non ? Si la température n'est pas suffisamment basse, seule une fraction du liquide se solidifie et la température d'équilibre final est dance cas égale à la température de fusion (la je vous suis). Mais dans le cas présent (12.5 °C) mes calculs ne me donne pas une telle interprétation...

Il faudrait que vous alliez une sérieuse discussion avec vous même pour vous mettre d'accord.

Calculez l'énergie nécessaire pour porter le liquide à 44°. Puis calculez combien de liquide doit se solidifier pour dégager cette énergie.
D'après mes calculs et vos données, il faut environ ¼ du total.
A+

[invitedc31994f]

Il faudrait que vous alliez une sérieuse discussion avec vous même pour vous mettre d'accord.

J'essaye juste de comprendre

Calculez l'énergie nécessaire pour porter le liquide à 44°

Q=mcDT=30*0.837*(44-12.5)=790 Joules

Puis calculez combien de liquide doit se solidifier pour dégager cette énergie

m=790/DH=790/20.9=37.8 g

soit plus que la masse totale, donc la je ne comprend plus trop...La totalité du liquide se solidifie-t-elle ?

Merci d'avance,

[invite6dffde4c]

Re.
Bon. Je suis d'accord avec vos calculs. Je me suis planté dans le miens. Cela veut dire qu'avec la solidification de 30 g vous ne chauffez pas jusqu'à 44°.
La solidification de 30g vous donne 627 J et avec ça vous réchauffez les 30 g de 627/(30 . 0,837) = 24,97°. Soit, vous passez à 37,5°.
Donc, tout le phosphore se solidifie. Il n'y avait pas le problème d'excès de chaleur libéré dont vous parliez.
A+

[invitedc31994f]

Merci beaucoup, je m'étais embrouillé sur la fin. La j'ai bien compris, je prenais le problème à l'envers.

[arrial]

L'enthalpie de fusion vaut 20.9 J/g.
Après perturbation du système le phosphore en surfusion devient solide
cette énergie permet la solidification de plus que de 30 grammes de phosphore.

Ici, tu n'as pas fusion, mais solidification, qui est une réaction exothermique.
Il faut donc refroidir la sauce pour la voir figer …

@+