Exercices : Les changements d'état (physique)

Rozborski Tatiana                01.04.20

Exercices de Physique du 1er Avril 2020

Exercice n°1 : Sur une assiette froide :

1.a On peut observer sur l’assiette froide une liquéfaction.

1.b énergie (Q › 0 : chaleur) + H2O(l) 🡪 H2O(g) + énergie (Q < 0 : froideur) 🡪 H2O(l)[pic 1][pic 2]

2.

[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

3. La liquéfaction est un changement d’état exothermique. Les molécules d’eau à l’état gazeux qui sont très agitées/mobiles, dispersées et désordonnées (indépendantes des unes des autres) deviennent alors, grâce à la création de liaisons intermoléculaires/covalentes, des molécules d’eau à l’état liquide, c’est-à-dire, compactes cependant elles restent désordonnées et mobiles les unes par rapport aux autres (faiblement liées entre elles).

Exercice n°2 : L’aluminium :

1.          Q = 1,04×107 J        L = 399,6 kJ.kg-1[pic 7]

[pic 8]

On vérifie : Q = m × L        Q = 26026,02603 × 399,6 = 10400000 = 1,04×107 J

En transférant une quantité d’énergie de 1,04×107 joules, on peut faire fondre, à 660°C, 26026,02603 kilogrammes d’aluminium.

2.         m = 26026,02603 kg 🡪 26026026,03 g        M = 27 g.mol-1[pic 9]

[pic 10]

On vérifie : m = n × M        m = 963926,89 × 27 = 26026026,03 g

La quantité de matière correspondante est de 963926,89 moles.

3.         M = 27 g.mol-1        n = 963926,89 mol-1 ≈ 9,64×105 mol-1[pic 11]

ρ = 2,7×103 kg.m-3 🡪 0,0027×10-3 g.cm-3

[pic 12]

On vérifie :                 m = 26026026,03 g                [pic 13][pic 14]

Le volume d’aluminium correspondant est de 9,64×109 millilitres.

Exercice n°3 : Fabriquer une patinoire :

1.a La solidification est un changement d’état exothermique. Les molécules d’eau à l’état liquide qui sont compactes, désordonnées et mobiles les unes par rapport aux autres (faiblement liées entre elles) deviennent alors, grâce à la création de liaisons intermoléculaires/covalentes, des molécules d’eau à l’état solide, c’est-à-dire, compactes, ordonnées et immobiles (fortement liées entre elles). La création de ces liaisons fournit de l’énergie thermique qui fait augmenter la température du système chimique, la transformation est bien exothermique.

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