Exclu. numérique 2023
Chapitre 7
Exercices
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1 Utiliser le modèle particulaire
1. Identifier cette transformation physique.
a. Expliquer la signification du terme « endothermique ».
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2 Fusion ou dissolution
1. Écrire l'équation de fusion du glucose \mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6.
2. Écrire l'équation de dissolution du glucose \mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6.
3. Expliquer la différence entre fusion et dissolution.
4. L'un de ces deux phénomènes est endothermique, l'autre exothermique. Déterminer si la dissolution du glucose est endothermique ou exothermique.
5. Expliquer en quoi dire que le sucre fond quand on le met dans le café est un abus de langage.
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3 Barbe à papa
Les machines à barbe à papa ont une partie centrale qui tourne sur elle-même et dans laquelle le sucre (saccharose \mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}) est versé avec du colorant alimentaire. Une fois chauffé, le sucre fond puis, grâce à la force centrifuge, il s'échappe par de nombreux trous minuscules. Au contact de l'air plus froid, le sucre forme des filaments.
Données
- Température de fusion du saccharose : \theta_f\left(\mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}\right)=185,5^{\circ} \mathrm{C} \text {. }
- Énergie massique de fusion du saccharose : L_f\left(\mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}\right)=125 \mathrm{~kJ} \cdot \mathrm{kg}^{-1} .
1. Identifier les transformations physiques subies par le sucre au cours de la préparation d'une barbe à papa.
2. Déterminer si ces transformations sont endothermiques ou exothermiques.
3. Calculer l'énergie que le chauffage de la machine doit apporter au sucre pour fabriquer une barbe à papa d'environ 25,0 g.
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4 Éthylène glycol
L'éthylène glycol (ou éthane-1,2-diol) de formule \mathrm{C}_2 \mathrm{H}_6 \mathrm{O}_2 est utilisé comme antigel.
On considère 1,00 L d'éthylène glycol ayant gelé.
Données
- Masse volumique de l'éthylène glycol : \rho_{\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_6 \mathrm{O}_2}=1,11 \mathrm{~kg} \cdot \mathrm{L}^{-1} .
- Température de fusion de l'éthylène glycol : \theta_f\left(\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_6 \mathrm{O}_2\right)=-12,7{ }^{\circ} \mathrm{C} .
- Énergie massique de fusion de l'éthylène glycol : L_f\left(\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_6 \mathrm{O}_2\right)=174 \mathrm{~kJ} \cdot \mathrm{kg}^{-1} .
1. Identifier la transformation physique qu'a subi ce litre d'éthylène glycol.
2. Déterminer si cette transformation est endothermique ou exothermique.
3. Calculer l'énergie échangée lors de cette transformation physique.
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5 Élimination du mercure
Le mercure forme facilement des alliages, nommés amalgames, avec pratiquement tous les métaux. Entre autres, cette particularité du mercure a été utilisée pendant longtemps pour extraire de l'or. L'alliage \text { Hg-Au } est en effet facilement extrait, le mercure étant ensuite éliminé par traitement thermique de l'alliage à une température avoisinant les 400 °C.Données
| Température de fusion (en °C) | Énergie massique de fusion (en kJ·kg-1) | Température de vaporisation (en °C) | Énergie massique de vaporisation (en kJ·kg-1) | |
|---|---|---|---|---|
| Or | 1 064 | 64,9 | 2 856 | 1 650 |
| Mercure | - 39 | 120 | 357 | 290 |
1. Déterminer la transformation physique qui a lieu lors du chauffage de l'alliage.