correction exercices Précis de Physique-Chimie chapitre 5 à 9

La solution pour θ Finale est supérieure à 100°C, cette solution n’étant pas acceptable, il faut supposer que la vapeur
d’eau ne se condense pas entièrement. L’état final contiendra donc de l’eau liquide ainsi que de l’eau vapeur. En
appelant m 3 ’ la masse de vapeur qui va réellement se condenser, on obtient :
( θ θ ) ( θ θ )
m c − + m c − − m ' L = O
2 eau liquide ébullition l 3 eau vapeur ébullition g 3 V
On peut ainsi en déduire la valeur de m 3 ’.
⇒ Pour la 3 ème ligne : la situation est identique au cas de la seconde ligne, il est donc nécessaire de supposer que
toute la vapeur d’eau ne se condense pas.
( θ θ ) ( θ θ ) ( θ θ ) ( θ θ )
m c − + m L + m c − + m c − + m c − − m ' L = O
1 glace fusion g 1 F 1 liquide ébullition fusion 2 liquide ébullition l 3 vapeur ébullition v 3 V
On peut ainsi en déduire la valeur de m 3 ’.
⇒ Pour la 4 ème ligne : l’état final est supposé ne contenir que de l’eau liquide.
( θ θ ) ( θ θ ) ( θ θ ) ( θ θ ) ' ( θ θ )
m c − + m L + m c − + m c − + m c − − m L + m c − = O
1 glace fusion g 1 F 1 liq Finale fusion 2 liq Finale l 3 vap ébul v 3 V 3 liq Finale ébul
On obtient ainsi le tableau de résultats suivant :
État initial
Glace θ g
Eau
liquide
θ l
Eau
vapeur
État final
θ v m Glace m Liquide m Vapeur
Température
Finale θ F
m 1 = 50 g - 20°C m 2 = 100 g 100°C m 3 = 0 0 150 g 36,7°C
m 1 = 0 m 2 = 250 g 0 °C m 3 = 100 g 150°C 292 g 58 g 100 °C
m 1 = 100 g -20°C m 2 = 0 m 3 = 100 g 120°C 0 133 g 67 g 100 °C
m 1 = 300 g - 40°C m 2 = 250 g 50 °C m 3 = 100 g 200°C 0 650 g 0 79 °C
Exercices et extraits d’annales
Exercice 6 : Extrait du BTS Travaux Publics 2000
1. Voir §4 de ce chapitre : Q = 2,51 GJ
p
2.
2.1. Voir §1.8 de ce chapitre (il faut également tenir compte du rendement) : Q1 = 1,30 GJ
2.2. Voir §4 de ce chapitre : ∆θ
1
= 0,52 °C
3.
3.1. Voir §4.4 du chapitre 8 :
l’extérieur.
-1
P
2
= − 447 W.m
, le signe négatif provient du fait que l’énergie est cédée à
3.2. Voir §1.6 et §1.7 du chapitre 8 :
9
Q
2
= − 3,86.10 J , même remarque que précédemment pour le signe.
3.3. Voir §4 de ce chapitre : ∆θ
2
= − 1,54 °C
Eléments de correction des exercices du chapitre 9 : thermodynamique ■ 67