Deux béchers, deux thermomètres
Exercice d'entraînement · niveau 3 (difficile) · chimie (seconde), chapitre 4 — Modélisation des Transformations Chimiques · Transformations endothermiques et exothermiques
Énoncé
On veut comparer deux solides et pour concevoir une compresse de froid instantané. Dans deux béchers identiques et isolés, on verse d'eau à ; on y dissout de solide et on relève la température finale.
- Bécher : température finale .
- Bécher : température finale .
1. Calculer la variation de température de chaque essai et qualifier chaque dissolution.<br> 2. Lequel des deux solides convient à une compresse de froid ? Et à un chauffe-mains ?<br> 3. Pourquoi les béchers doivent-ils être isolés ?<br> 4. Pourquoi impose-t-on la même masse d'eau, la même masse de solide et la même température initiale dans les deux essais ?
Corrigé
1. Les deux variations.
- Bécher : . La température diminue : la dissolution de prélève de l'énergie au milieu, elle est endothermique.
- Bécher : . La température augmente : la dissolution de libère de l'énergie, elle est exothermique.
2. Les deux usages. Une compresse de froid doit refroidir : c'est le solide , endothermique. Un chauffe-mains doit réchauffer : c'est le solide , exothermique.
3. L'isolation. Sans isolation, le bécher échangerait de l'énergie avec la salle : le contenu de se réchaufferait et celui de se refroidirait, et la variation mesurée ne serait plus due à la seule dissolution. On mesurerait un effet plus faible qu'il n'est.
4. Les conditions identiques. Pour que la comparaison ait un sens, un seul paramètre doit changer d'un essai à l'autre : la nature du solide. Une masse d'eau différente diluerait davantage l'effet, une masse de solide différente changerait la quantité d'énergie mise en jeu, et une température initiale différente fausserait la lecture des écarts. C'est la règle de l'essai comparatif.
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