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Exemple de problème de chaleur de fusion: fonte des glaces

Exemple de problème de chaleur de fusion: fonte des glaces

La chaleur de fusion est la quantité d'énergie thermique nécessaire pour changer l'état de la matière d'une substance d'un solide à un liquide. C'est aussi connu sous le nom d'enthalpie de fusion. Ses unités sont généralement les joules par gramme (J / g) ou les calories par gramme (cal / g). Cet exemple de problème montre comment calculer la quantité d’énergie requise pour faire fondre un échantillon de glace d’eau.

Points à retenir: chaleur de fusion pour la fonte des glaces

  • La chaleur de fusion est la quantité d’énergie sous forme de chaleur nécessaire pour changer l’état de la matière d’un solide à un liquide (fusion).
  • La formule pour calculer la chaleur de fusion est la suivante: q = m · ΔHF
  • Notez que la température ne change pas réellement lorsque la matière change d'état, elle n'est donc pas dans l'équation ni nécessaire pour le calcul.
  • À l'exception de l'hélium en fusion, la chaleur de fusion est toujours une valeur positive.

Exemple de problème

Quelle est la chaleur en joules nécessaire pour faire fondre 25 grammes de glace? Quelle est la chaleur en calories?
Informations utiles: Chaleur de fusion de l'eau = 334 J / g = 80 cal / g

Solution:

Dans le problème, la chaleur de fusion est donnée. Ce n'est pas un chiffre que vous êtes censé connaître par cœur. Il existe des tables de chimie qui indiquent les valeurs communes de la chaleur de fusion.

Pour résoudre ce problème, vous aurez besoin de la formule qui relie l’énergie thermique à la masse et à la chaleur de fusion:
q = m · ΔHF

q = énergie thermique
m = masse
ΔHF = chaleur de fusion

La température n’est nulle part dans l’équation car ça ne change pas quand la matière change d'état. L'équation est simple, il est donc essentiel de vous assurer que vous utilisez les bonnes unités pour la réponse.

Pour obtenir de la chaleur en joules:
q = (25 g) x (334 J / g)
q = 8350 J
Il est tout aussi facile d'exprimer la chaleur en calories:
q = m · ΔHF
q = (25 g) x (80 cal / g)
q = 2000 cal
Répondre:
La quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre 25 grammes de glace est de 8350 joules ou 2000 calories.

Remarque: La chaleur de fusion devrait être une valeur positive. (L'exception est l'hélium.) Si vous obtenez un nombre négatif, vérifiez vos calculs.