Transformation physique

-CLASSE INVERSÉE- Parcours sur :

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Transformation physique

Étapes Objectifs Contenu date

Je découvre

(le contexte)

- Savoir citer des changements d’état - Savoir identifier le sens d’un transfert thermique - Savoir calculer une énergie échangée lors d’un changement d’état

Présentation : Questionnement sur «les transformations physiques».

30/03/20

Je m’informe …des prérequis

1-Au cours d’une transformation physique : les espèces chimiques sont conservées, mais pas leur état!

Je m’approprie…

des nouveautés

à distance

Voir les Vidéos :

1-révision : https://youtu.be/1d42pR4DzHg 2- cours 2nde: https://lycee.hachette-

education.com/ressources/0002016262689/C06_VID_transferts- energie.mp4

…./04/20

en classe

TP1 : « Panique au salon de thé… » …./04/20

- Exercices n° 4,11,13,14 p. 104 à 108 06/04/20

J’approfondis

(savoir porter un regard critique)

Je m’auto- évalue

Q.C.M Sur Kahoot disponible à partir du… …./04/20

Carte Mentale A réaliser pour le… …./04/20

J’évalue La carte mentale de mon voisin………... …./04/20

Évaluation

ECE

Devoir X

L’essentiel sur :

«

Transformation physique

 - Savoir citer des changements d’état

- Savoir identifier le sens d’un transfert thermique

- Savoir calculer une énergie échangée lors d’un changement d’état 2 semaines

Introduction

Attention : Pour parler de transformation physique il doit y avoir conservation des espèces chimiques c’est-à-dire que les entités dans l’état initial sont les mêmes que dans l’état final. Lors d’un changement d’état, seul l’écartement entre les entités varie car leur agitation change : solideliquidegaz.

I- Les changements d’état des corps purs

-On dit qu’un corps subit une transformation physique lorsqu’il passe d’un état (solide, liquide, gazeux) à un autre.

-Compléter le schéma avec les mots suivants: fusion, solidification, condensation, sublimation, liquéfaction, vaporisation.

Remarque importante:

Le changement d’état d’un corps pur s’effectue à température et pression constante, on parle de

« paliers de température » de changement d’état.

SOLIDE

………..

…

……….

……… ………

.

………

GAZEUX LIQUIDE

………

2°/ Équation :

-On peut écrire une transformation physique d’une espèce par une écriture symbolique à l’échelle macroscopique : c’est l’équation de changement d’état.

-on écrira en indice une consonne : s -> solide / l -> liquide / g -> gaz Exemple :

II- Les transferts d’énergie :

1°/ Conventions:

Certaines transformations peuvent s’accompagner d’un dégagement de chaleur elles seront

qualifiées de réactions exothermiques. Dans le cas contraire elles peuvent absorber de la chaleur, elles seront qualifiées de réactions endothermiques.

Par convention :

- On notera QT la quantité de chaleur Totale (somme des énergies échangées), elle s’exprime en joules (J).

- On se place toujours du point de vue du système étudié :

 QT < 0 : le système globalement perd de la chaleur, elle est cédée à l’extérieur, c’est le cas : d’une ………, ………, ……… (dès que

l’agitation des particules diminue).

 QT > 0: le système gagne globalement de la chaleur, elle est fournie par l’extérieur, c’est le cas : d’une ………., ………., ……… (dès que

l’agitation des particules augmente).

 QT = 0 : le système globalement n’échange pas d’énergie avec le milieu extérieur, il est isolé de l’extérieur.

Remarques:

 Deux corps à des températures différentes, isolés, mais en contact voient leur température s’équilibrer. L’un perd de l’énergie, l’autre en gagne !

 Chaque corps possède une capacité thermique massique qui reflète la capacité d'un matériau à accumuler de l'énergie sous forme thermique, pour une masse donnée, quand sa température augmente de 1 degré de température.

Elle est notée

c

 On peut évaluer la quantité de chaleur Q transférée par un corps de masse m dont la température passe de Tinitial à Tfinal , par la formule :

Q = m×

c

H2O(s)  H2O(l) : c’est la fusion de l’eau

Aussi appelée chaleur Latente de changement d’état L.

Une fois la bonne température atteinte, elle correspond à l’énergie transférée pour qu’une masse d’1 kilogramme de corps change d’état, elle s’exprime en J/kg.

Donc pour le changement d’état d’une masse m, l’énergie transférée vaut :

Remarque importante :

3°/ Méthode pour faire un bilan énergétique: « la méthode des mélanges » - Les transferts de chaleur sont étudiés dans des calorimètres ; ce sont des enceintes parfaitement isolées de l’extérieur.

Donc si on fait un bilan pour le système, on pourra écrire : QT = 0

MAIS, en calorimétrie, les mélanges/échanges se font dans un calorimètre donc celui-ci voit sa température varier. On appelle la « valeur en eau » du calorimètre, la masse d'eau fictive μ qui a la même capacité thermique que le corps du calorimètre (elle est parfois donnée par le fabricant). On peut écrire :

c

c

c

- Pour établir un bilan, il faut bien distinguer les élévations ou diminutions de température du corps

et le (ou les) changements d’état ! car

c

c

Exemple :

Un calorimètre contient une masse m1 d’eau liquide à 25 °C. Un glaçon d’eau de masse m2 initialement à -5°C, est plongé dans le calorimètre ; après un certain temps la température de l’ensemble n’évolue plus et vaut 20 °C.

-Faire un bilan des énergies échangées ?

- L’eau liquide et le calorimètre se refroidissent, ils passent de 25°C à 20°C

 Q1 = (μ+m1)×

c

- Le glaçon s’échauffe, il passe de -5°C à 0°C  Q2 = m2×

c

Q

= m× L

Pour une même espèce, les énergies massiques de changement d’état peuvent être positives ou négatives ! De plus : si Lfusion > 0 alors Lfusion = - Lsolidification

De la même façon, si Lvaporisation > 0 alors Lvaporisation = - Lliquéfaction

si Lsublimation > 0 alors Lsublimation = - Lcondensation

- Le glaçon « fondu » s’échauffe, il passe de 0° à 20°C  Q4= m2×

c

Cette méthode est souvent utilisée pour calculer des capacité thermique massique c ou des chaleur latente L.