On cherche à déterminer la chaleur latente de fusion de la glace, c'est à dire l'énergie nécessaire pour faire fondre 1 kg de glace.
On rappelle que le changement d'état d'un corps pur se fait à température constante.
Documents
Calorimètre
Un calorimètre est une enceinte fermée isolée du milieu extérieur.
Ainsi les corps placés dans le calorimètre peuvent échanger de l'énergie entre eux, mais pas avec l'extérieur. Par conséquent, la somme des énergies échangées dans une enceinte isolée est nulle.
Dans les calorimètres du lycée c'est une couche d'air qui servira d'isolant thermique entre le réacteur et l'extérieur.
Capacités thermiques massiques
La capacité thermique massique d'un corps est l'énergie qu'il faut fournir à 1 kg de ce corps pour lui faire gagner 1 K (ou 1 °C). On donne ci-dessous des valeurs théoriques pour certains matériaux.
Déterminer la chaleur latente de fusion de la glace
Protocole expérimental
Dans un calorimètre placer 600 g d'eau.
Une fois l'équilibre thermique atteint on ajoute environ cent grammes de glace "fondante" (on notera la masse précise).
On agite modérément et on note la température finale de l'ensemble une fois que la glace est fondue et que la température est n'évolue plus.
Exploitation des mesures
- Expliquer le fonctionnement du calorimètre en mettant en parallèle les différents modes de transfert thermique.
- Schématiser les échanges énergétiques dans le calorimètre.
- Exprimer les différentes énergies mises en jeu puis les calculer.
- Déterminer la chaleur latente de fusion de la glace.
- La valeur théorique vaut 333 kJ/kg. Exprimer puis calculer l'erreur liée à votre expérimentation.
- Proposer des axes d'amélioration pour votre protocole expérimental.
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