Transformation physique

Exercice 1 : Restitution des connaissances (7 points)

Question 1 (3 points)

Nommer les changements d'état correspondant aux transformations suivantes :

a) Passage de l'état solide à l'état liquide.

b) Passage de l'état liquide à l'état gazeux.

c) Passage de l'état solide à l'état gazeux.

d) Passage de l'état gazeux à l'état solide.

e) Passage de l'état gazeux à l'état liquide.

f) Passage de l'état liquide à l'état solide.

Question 2 (2 points)

Écrire les équations des changements d'état suivants, en précisant l'état physique de l'espèce chimique entre parenthèses (s, l, ou g).

a) La solidification de l'eau (formule : H₂O).

b) La vaporisation du diiode (formule : I₂).

Question 3 (2 points)

Lorsque l'on verse un morceau de sucre (saccharose, formule C₁₂H₂₂O₁₁) dans un café chaud, le sucre "disparaît".

a) S'agit-il d'une fusion ou d'une dissolution ?

b) Expliquer la différence entre ces deux transformations au niveau microscopique (en parlant des molécules).

Exercice 2 : Modélisation et transferts d'énergie (6 points)

Question 1 (3 points)

Décrire le comportement des molécules d'eau à l'échelle microscopique en complétant le tableau ci-dessous.

Question 2 (3 points)

La formation de givre sur une vitre en hiver correspond au passage direct de la vapeur d'eau contenue dans l'air à l'état solide.

a) Comment se nomme ce changement d'état ?

b) Ce changement d'état est-il endothermique ou exothermique ?

c) Justifier votre réponse en expliquant ce qu'il se passe pour l'énergie thermique.

Exercice 3 : Énergie d'un changement d'état (7 points)

On souhaite faire fondre complètement un glaçon d'eau pure de masse $m = 45,0$ g, initialement à la température de 0°C.

Donnée :

• Énergie massique de fusion de l'eau : $L_{fusion} = 334 \text{ kJ} \cdot \text{kg}^{-1}$

Question 1 (1 point)

Écrire l'équation de la fusion de l'eau, en indiquant les états physiques.

Question 2 (2 points)

La fusion est-elle une transformation endothermique ou exothermique ? Justifier en précisant si le système (le glaçon) doit recevoir ou céder de l'énergie.

Question 3 (3 points)

Calculer l'énergie thermique $E$ (ou $Q$) nécessaire pour faire fondre la totalité de ce glaçon. Le résultat sera donné en kilojoule (kJ), puis en joule (J). Attention aux unités lors du calcul.

Question 4 (1 point)

L'énergie massique de solidification de l'eau, notée $L_{solidification}$, est l'opposée de son énergie massique de fusion. Donner la valeur de $L_{solidification}$ en $kJ \cdot kg^{-1}$.