Activité expérimentale 26 : Détermination de l'énergie de fusion de la glace - SECONDE 2019 - Lycée Léon Blum

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Seconde Activité expérimentale : Détermination de l’énergie

de fusion de la glace

Document 1 : Méthode des mélanges

Consulter la vidéo intitulée « Expérience pour déterminer l’énergie massique de fusion de la glace ». Remarque : la température initiale des glaçons est de 0°C notée Tfus.

Noter les mesures réalisées au fur et à mesure.

• Masse m

1

d’eau liquide : ………

• Température initiale T

i

de l’eau liquide : T

i

= ………

• Masse m

2

d’eau solide : …………..

• Température finale T

f

du mélange : T

f

= ………

Document 2 : Qu’est-ce qu’un calorimètre ? Une bouteille isotherme est un calorimètre.

Un calorimètre est un dispositif permettant d'obtenir un système isolé, c'est-à-dire qui n'échange aucune énergie avec le milieu extérieur.

Dans un calorimètre, les énergies gagnées par une partie du système compensent les énergies perdues par l’autre partie du système.

Document 3 : Comment évaluer les énergies échangées ?

Le système est le contenu du calorimètre. À l’état initial, le système est constitué d’eau liquide (partie 1) et d’eau solide (partie 2). À l’état final, il est constitué d’eau liquide seulement.

La partie 1 du système est constituée de la masse m1 d’eau liquide. Elle se refroidit donc elle perd de l’énergie.

La partie 2 du système est constituée de la masse m2 d’eau solide. D’abord elle fond puis l’eau liquide obtenue s’échauffe. Par conséquent elle gagne de l’énergie.

Partie du

système Transformation subie Énergie échangée

1 Variation de température de Ti à Tf Qliq1 = m1 × ceau ×(Tf-Ti)

2 Fusion à Tfus Qfus = m2 × Lfus

Variation de température de Tfus à Tf Qliq2 = m2 × ceau ×(Tf-Tfus) ceau est la capacité thermique massique de l’eau liquide. Elle correspond à l’énergie qu’il faut fournir à 1 g d’eau liquide pour élever sa température de 1°C. ceau = 4,18 J.°C-1.g-1

Lfus est l’énergie massique de fusion de la glace. Elle correspond à l’énergie qu’il faut fournir pour faire fondre 1 g de glace à 0°C.

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Travail à réaliser :

1. Justifier que la phrase en italique du document 2 se traduit par l’égalité mathématique : Qliq1 + Qfus + Qliq2 = 0.

2. Quel sera le signe de Qliq1, énergie échangée par la partie 1 du système ? Justifier. 3. Calculer la valeur de Qliq1 en utilisant les informations à votre disposition. Vérifier le signe

obtenu.

4. Calculer la valeur de Qliq2 en utilisant les informations à votre disposition. Vérifier le signe obtenu.

5. En déduire la valeur de l’énergie Qfus en calculant -(Qliq1 + Qliq2).

6. Quel est le signe de l’énergie Qfus ? La transformation physique subie par la partie 2 du système est-elle endothermique ou exothermique ?

7. En déduire la valeur de Lfus, énergie massique de fusion de la glace.

8. Proposer des sources d’erreur pouvant expliquer l’écart entre la valeur extraite des tables Lfus = 333,55 J.g-1_{et celle déterminée à la question précédente.}