Chaleur Latente - Physique-Chimie Seconde

• 1 Se produit à température constante
• 2 Implique un changement d'état de la matière
• 3 L'énergie sert à rompre ou former les liaisons intermoléculaires
• 4 Ne modifie pas l'énergie cinétique des molécules

Fusion : passage de l'état solide à l'état liquide (absorption de chaleur)

Solidification : passage de l'état liquide à l'état solide (libération de chaleur)

Vaporisation : passage de l'état liquide à l'état gazeux (absorption de chaleur)

Condensation : passage de l'état gazeux à l'état liquide (libération de chaleur)

Sublimation : passage direct de l'état solide à l'état gazeux (absorption de chaleur)

Condensation directe : passage direct de l'état gazeux à l'état solide (libération de chaleur)

• 1 Segments obliques : température en augmentation
• 2 Segments horizontaux : changement d'état à température constante
• 3 Durée des plateaux : dépend de la quantité de matière
• 4 Pente des segments obliques : dépend de la capacité thermique

• Q : Quantité de chaleur échangée (en joules, J)
• m : Masse de la substance (en kilogrammes, kg)
• L : Chaleur latente spécifique (en J/kg)

• L_f : Chaleur latente de fusion (J/kg)
• L_v : Chaleur latente de vaporisation (J/kg)
• L_s : Chaleur latente de sublimation (J/kg)

• Masse : m = 500 g = 0,5 kg
• Chaleur latente de fusion : L_f = 334 000 J/kg
• Température : constante pendant la fusion

Q = m × L_f

Q = 0,5 × 334 000

Q = 167 000 J = 167 kJ

• Quel est le changement d'état concerné ?
• Quelle est la température pendant ce changement ?
• Quelle formule utiliser ?

Changement d'état : vaporisation (liquide → gaz)

Température : constante à 100°C

Formule : Q = m × L_v

• Masse d'eau : m = 200 g = 0,2 kg
• Chaleur latente de vaporisation : L_v = 2 260 000 J/kg
• Température constante pendant la transformation

Q = m × L_v

Q = 0,2 × 2 260 000

Q = 452 000 J = 452 kJ

1. Fusion de la glace (0°C) → eau (0°C)
2. Échauffement de l'eau de 0°C à 100°C
3. Vaporisation de l'eau (100°C) → vapeur (100°C)

Q₁ = m × L_f

Q₁ = 1,5 × 334 000

Q₁ = 501 000 J

Q₂ = m × c × ΔT

Q₂ = 1,5 × 4 180 × (100 - 0)

Q₂ = 1,5 × 4 180 × 100

Q₂ = 627 000 J

Q₃ = m × L_v

Q₃ = 1,5 × 2 260 000

Q₃ = 3 390 000 J

• Faire bouillir de l'eau : la température reste à 100°C pendant l'ébullition
• Faire fondre du beurre ou du chocolat
• Geler des aliments : libération de chaleur lors de la solidification

• Les climatiseurs utilisent la chaleur latente de vaporisation des fluides frigorigènes
• Les réfrigérateurs fonctionnent selon le même principe
• La transpiration refroidit le corps par évaporation (chaleur latente)

• Formation des nuages par condensation de la vapeur d'eau
• Fusion des glaciers
• Neige qui fond lentement en absorbant la chaleur

• Un récipient résistant à la chaleur
• De l'eau
• Un thermomètre (ou une sonde de température)
• Une source de chaleur (plaque électrique)
• Un chronomètre

1. Mettre de l'eau dans le récipient
2. Placer le thermomètre dans l'eau
3. Chauffer l'eau et observer la température
4. Noter la température à intervalles réguliers
5. Observer ce qui se passe autour de 100°C

• La chaleur latente est l'énergie nécessaire pour changer l'état d'une substance
• Elle se produit à température constante
• Elle ne modifie pas la température, mais l'organisation des molécules

Q = m × L

Où Q est la chaleur échangée, m la masse, et L la chaleur latente spécifique

• L_f : fusion/solidification
• L_v : vaporisation/condensation
• L_s : sublimation/condensation directe

Quand de l'eau bout à 100°C, sa température :

• A) Augmente continuellement
• B) Diminue progressivement
• C) Reste constante
• D) Varie aléatoirement

Réponse correcte : C) Reste constante

La chaleur latente de fusion de la glace est :

• A) 334 J/kg
• B) 334 000 J/kg
• C) 2 260 000 J/kg
• D) 4 180 J/kg

Réponse correcte : B) 334 000 J/kg

Pendant la solidification, une substance :

• A) Absorbe de la chaleur
• B) Libère de la chaleur
• C) Ne change pas d'énergie
• D) Change de température

Réponse correcte : B) Libère de la chaleur