Énergie thermique échangée lors d'un changement d'état : Q = m L

Seconde générale · Physique-Chimie 2nde

À retenir

Lorsqu'un corps pur change d'état physique sous pression constante, sa température reste rigoureusement constante tout au long de la transformation (palier de changement d'état). L'énergie thermique échangée ne sert pas à faire varier la température, mais à modifier l'organisation microscopique des molécules (rupture ou formation de liaisons intermoléculaires). L'énergie thermique Q échangée par une masse m de corps pur qui change d'état est donnée par la formule : Q = m L avec : - Q : énergie thermique en joules (J) - m : masse du corps pur en kilogrammes (kg) - L : énergie massique de changement d'état en Jkg^-1 (ou kJkg^-1) Conventions de signe : - Transformations endothermiques (fusion, vaporisation, sublimation) : le corps absorbe de l'énergie (Q > 0, L > 0). - Transformations exothermiques (solidification, liquéfaction, condensation) : le corps libère de l'énergie vers l'extérieur (Q < 0).

Le cours

Énergie thermique échangée lors d'un changement d'état : Q = m L Lorsqu'un corps pur change d'état physique sous pression constante, sa température reste rigoureusement constante tout au long de la transformation (palier de changement d'état). L'énergie thermique échangée ne sert pas à faire varier la température, mais à modifier l'organisation microscopique des molécules (rupture ou formation de liaisons intermoléculaires). L'énergie thermique Q échangée par une masse m de corps pur qui change d'état est donnée par la formule : Q = m L avec : - Q : énergie thermique en joules (J) - m : masse du corps pur en kilogrammes (kg) - L : énergie massique de changement d'état en Jkg^-1 (ou kJkg^-1) Conventions de signe : - Transformations endothermiques (fusion, vaporisation, sublimation) : le corps absorbe de l'énergie (Q > 0, L > 0). - Transformations exothermiques (solidification, liquéfaction, condensation) : le corps libère de l'énergie vers l'extérieur (Q Astuce et méthode clé Pendant le palier de changement d'état d'un corps pur, T = 0 ! N'utilise JAMAIS la formule m c T pendant une fusion ou une ébullition, utilise uniquement Q = m L. Piège classique à éviter Attention au signe de Q : la liquéfaction de la vapeur d'eau libère de l'énergie thermique (Q = -m L_vap), ce qui explique la gravité des brûlures causées par la vapeur d'eau.

Dans ce chapitre

• Formes d'énergie : cinétique, potentielle, thermique du Collège
• Principe de conservation de l'énergie du Collège
• Distinction entre température et chaleur du Cycle 4
• Énergie et puissance : relation fondamentale E = P t
• Unités d'énergie : Joules (J) et Kilowattheures (kWh)
• Modes de transfert thermique : conduction, convection et rayonnement
• Énergie thermique Q échangée lors d'une variation de température : Q = m c T
• Capacité thermique massique c et inertie thermique de l'eau
• Énergie thermique échangée lors d'un changement d'état : Q = m L
• Énergie massique de changement d'état (chaleur latente)
• Bilan énergétique d'un système fermé : conservation et pertes
• Rendement de conversion énergétique : = E_utileE_fournie
• Isolation thermique et efficacité énergétique des bâtiments
• Bilan : Synthèse et méthode sur Transferts thermiques et énergie en Seconde