Transformation de la matière
TP 8.1: Transformations et transferts thermiques:
L'eau distillée est utilisée dans les hôpitaux pour stériliser le matériel. Pour porter l'eau à ébullition, il faut lui
fournir de l'énergie.
Comment relier l'énergie échangée lors d'un changement d'état et la masse de l'espèce qui change
d'état ?
Protocole
• Peser l'erlenmeyer vide.
Introduire 100 ml d'eau et
quelques grains de pierre
ponce dans le ballon.
Finaliser le montage
schématisé ci-contre.
Brancher le chauffe-ballon
sur un wattmètre.
Thermomètre
W
Chauffer le mélange jusqu'à
ébullition: vérifier que la
température reste constante.
Chauffe-ballon
Matériel:
Chauffe-ballon et support élevateur
Réfrigérant à eau - Thermomètre
-Chronomètre - Erlenmeyer de 200 mL
Balance
wattmètre
- de la pierre ponce
- Une éprouvette graduée de 250 mL
Ballon
Ch 8-les transformations Physiques 2de
Eau
Questions
1) Ecrire l'équation de vaporisation de l'eau
contenue dans le ballon.
2) La transformation est-elle endothermique ou
exothermique ? Justifier.
3) Mettre en oeuvre le protocole expérimental.
• Relever la puissance électrique P du chauffe-ballon.
• Déclencher le chronomètre lorsque la première goutte d'eau liquéfiée est
recueillie dans l'erlenmeyer.
Doc.1: Hypothèses
Lors de l'expérience, on considère que:
- l'énergie Q échangée lors de la vaporisation de
l'eau contenue dans le ballon est égale à l'énergie
électrique E consommée par le chauffe-ballon;
- la masse d'eau vaporisée dans le ballon est égale
à celle d'eau liquéfiée recueillie dans l'erlenmeyer.
Réfrigérant
à eau
Mélange eau Eau
et
pierre ponce
Arrêter le chauffage pour une durée At différente d'un binôme à l'autre.
• Retirer l'erlenmeyer après avoir recueilli la dernière goutte d'eau liquéfiée.
• Peser l'erlenmeyer et calculer la masse m d'eau liquéfiée recueillie.
Rassembler les résultats dans un tableau.
Erlenmeyer
Eau
Données:
-Energie électrique E (Joules) consommée par un
appareil de puissance P (Watt) fonctionnant pendant
une durée A t (en secondes) est :
E = P x At P= 180 watt
(J) (W) (s)
Energie massique de vaporisation de l'eau :
Lvaporisation 2,3 x 106 J.kg¹
Doc.2: Energie échangée lors d'un changement.
d'état:
Lors d'un changement d'état, à pression et
température constantes, un corps pur de masse m (en
kg) échange une énergie Q (en J) telle que
Q=mx L
L l'énergie massique de changement d'état du corps purt
(en J-kg-¹).
4) Calculer l'énergie échangée lors de la vaporisation.
5) Déterminer l'énergie massique de vaporisation de
l'eau
6) Comparer la valeur théorique et la valeur
Jexpérimentale.
7) Quels sont les sources d'erreur ?