TP Mesure d’une énergie transférée lors d’un changement d’état
Paul se sert un soda, à température ambiante, dans un grand verre.
Mais il préfère le boire frais. Il rajoute donc des glaçons dans son verre et sa boisson refroidit rapidement.
Mais il observe aussi que les glaçons ont entièrement fondu.
Pouvez-vous interpréter cette observation et, expérimentalement, quantifier l’énergie nécessaire pour faire fondre la glace ?
Vous disposez d’eau à température ambiante, de glace à 0°C, d’un calorimètre, d’un thermomètre, d’une balance et de béchers.
Proposez un protocole qui puisse vous permettre de mesurer cette valeur.
Réalisez ce protocole et déterminez la valeur de l’énergie nécessaire à la fonte d’1 g de glace appelée : énergie massique de fusion de la glace Lf .
(ou « chaleur latente de fusion de la glace Lf »).
Données :
La capacité thermique massique de l’eau liquide est de : Ceau = 4,18 J.g-1.°C-1. La capacité thermique du calorimètre est de : Ccalo = 30 J.°C-1 .
Energie massique de changement d’état :
A pression constante, l’énergie de changement d’état Q d’un corps est le produit de la masse m de ce corps par l’énergie massique de changement d’état L caractéristique du corps :
Q en joule (J)
Q = m.L m en kilogramme (kg)
L en joule par kilogramme (J.kg-1) Capacité thermique d’un corps :
Le transfert thermique Q mis en jeu lors d’une variation ∆θ de la température d’une masse m d’un corps s’exprime par :
m en kilogramme (kg) Q = m.c.∆θ ∆θ en degrés Celsius (°C)
c en joule par kilogramme et par degré Celsius (J.kg-1.°C-1) c est appelée « capacité thermique massique du corps ».
