Physique-Chimie5eOrganisation et transformations de la matiereExercices + corrigé
Changements d'état — Exercices
Identifier, comprendre le palier, appliquer la conservation de la masse. Corrigé en fin de fiche.
1Identifier les changements d'état/ 4 pts
Indique le nom du changement d'état correspondant à chaque situation.
- Un glaçon posé sur une table fond progressivement.
- On place de l'eau dans un bac à glaçons au congélateur : elle devient solide.
- Une casserole d'eau portée à $100\,^{\circ}\text{C}$ produit de la vapeur.
- De la buée (gouttelettes d'eau liquide) apparaît sur un miroir froid après une douche chaude.
2Le palier de température/ 3 pts
On chauffe régulièrement un bloc de glace et on mesure sa température toutes les minutes. La température reste bloquée à $0\,^{\circ}\text{C}$ pendant plusieurs minutes, puis remonte, puis se bloque à nouveau à $100\,^{\circ}\text{C}$.
- Comment appelle-t-on les périodes où la température ne varie pas malgré le chauffage ?
- Quel changement d'état se produit pendant le premier palier ($0\,^{\circ}\text{C}$) ?
- Quel changement d'état se produit pendant le second palier ($100\,^{\circ}\text{C}$) ?
3Conservation de la masse/ 3 pts
Réponds aux questions suivantes en justifiant à chaque fois.
- On fait fondre $250\,\text{g}$ de glace dans un récipient fermé. Quelle est la masse d'eau liquide obtenue ?
- On porte ensuite cette eau à ébullition dans un récipient fermé jusqu'à vaporisation complète. Quelle est la masse de vapeur d'eau obtenue ?
- Cette vapeur est ensuite refroidie et se liquéfie entièrement. Quelle est la masse d'eau liquide obtenue ?
4Problème : le chocolat du pâtissier/ 4 pts
Un pâtissier fait fondre $180\,\text{g}$ de chocolat solide dans un bain-marie. Il observe que la température du chocolat reste constante à $32\,^{\circ}\text{C}$ le temps que le chocolat fonde entièrement, puis remonte.
- Quel est le nom du changement d'état subi par le chocolat ?
- À quelle température le chocolat fond-il ? Comment appelle-t-on cette valeur ?
- Quelle est la masse de chocolat liquide obtenu après fusion complète ? Justifie.
- Le pâtissier verse ensuite le chocolat liquide dans des moules et le place au réfrigérateur : il se solidifie. Quel est le nom de ce changement d'état ? Quelle est la masse de chocolat solide obtenu ?
Corrigé détaillé
1Identifier les changements d'état
a) \(\text{Glaçon : solide} \rightarrow \text{liquide}\) \(\text{Fusion}\)
b) \(\text{Eau au congélateur : liquide} \rightarrow \text{solide}\) \(\text{Solidification}\)
c) \(\text{Vapeur produite : liquide} \rightarrow \text{gaz}\) \(\text{Vaporisation}\)
d) \(\text{Buée sur le miroir : gaz} \rightarrow \text{liquide}\) \(\text{Liquéfaction}\)
2Le palier de température
a) \(\text{La température est constante malgré le chauffage}\) \(\text{Des paliers de température}\)
b) \(\text{Palier à }0\,^{\circ}\text{C}\text{ : la glace (solide) se transforme en eau liquide}\) \(\text{La fusion}\)
c) \(\text{Palier à }100\,^{\circ}\text{C}\text{ : l'eau liquide se transforme en vapeur (gaz)}\) \(\text{La vaporisation}\)
3Conservation de la masse
a) \(\text{La masse est conservée lors d'un changement d'état :}\quad m_{\text{eau}} = m_{\text{glace}} = 250\,\text{g}\) \(250\,\text{g}\)
b) \(\text{Conservation de la masse :}\quad m_{\text{vapeur}} = m_{\text{eau}} = 250\,\text{g}\) \(250\,\text{g}\)
c) \(\text{Conservation de la masse :}\quad m_{\text{eau liquide}} = m_{\text{vapeur}} = 250\,\text{g}\) \(250\,\text{g}\)
4Problème : le chocolat du pâtissier
a) \(\text{Le chocolat passe de l'état solide à l'état liquide}\) \(\text{La fusion}\)
b) \(\text{La température reste constante à }32\,^{\circ}\text{C}\text{ pendant la fusion}\) \(32\,^{\circ}\text{C}\text{ — température de fusion}\)
c) \(\text{La masse est conservée :}\quad m_{\text{chocolat liquide}} = m_{\text{chocolat solide}} = 180\,\text{g}\) \(180\,\text{g}\)
d) \(\text{Liquide} \rightarrow \text{solide}\text{ ; conservation de la masse :}\quad m = 180\,\text{g}\) \(\text{Solidification}\,;\; m = 180\,\text{g}\)