| thermodynamique |
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| Posté le : 07/12/2010, 08:00 (Lu 5189 fois) |
Bonjour à tous!
j'ai un sacré exercice a faire  et je ne vois pas comment le résoudre pouvez vous me donner des pistes aux questions pour les résoudre svp
Enoncé:
Tableau donne la pression de vapeur saturante au dessus du benzène liquide
T(°C): 20;40;60;80;100;
P(mmHg):75.419;180.91;387.02;760.00;1360.0
1)calculer DvapH°
une masse mo=100g de benzène liquide est placée sous 1 bar dans un récipient adiabatique à sa température d'ébulition. Il se vaporise lentement et la vapeur formée est évacuée au fur et à mesure, ce qui provoque une variation de température du système.
1)précisez le sens de variation de la température du benzène liquide en justifiant.
2)l'enthalpie de vaporisation es supposé indépendante dans l'intervalle de la température considéré. Calculerla masse ml de benzène liquide qui reste dans le système lorsque celui ci atteint une température de fution T=5.7°C
3)a cette température une masse m2 benzène cristallise. La chaleur dégagée sert a vaporiser le reste d'eau. Calculer la masse m2 de benzène solide.
On note ml masse de liquide et mg masse de gaz; dml et dm les variation élémentaire correspondantes.
4)en refroidissant très doucement une mole de benzène liquide on arrive a le maintenanr dans cet état jusqu'à une température de 4.3°C. Comment appelle t on ce phénomène?
5)a cette température on veut montrer que le benzène est stable sous forme solide. Quelle grandeur thermodynamique peut ton calculer pour confirmer cette proposition?
6)Quelle est la variation d'enthalpie et d'entropie liée a la solidification du benzène?
7)Quelle est la variation d'entropie dissipée lors de cette transformation?
8)Montrer que le benzène liquide est hors d'équilibre a la température de -4.3°C?
Données: P=1bar; Cp(benz liquide)=136J/K/MOL ; Cp(benz solide)= 122J/K/mol
delta fusion H°=9.9kJ/mol
Réponse:
1) j'ai fait une régression linéaire et je trouve DvapH°=3288.7 J/MOL
1) précisez le sens de variation de la température: elle augmente
on me demande de justifier mais là je sais pas quoi dire
2) ici j'ai utiliser la relation de clapeyron DP/P=(-DvapH/R)*dT/T
on a donc ln(P2/P1)=(-DvapH/R)*(1/T1-1/T2)
en faite là j'ai voulu trouver P2 mais le problème c'est que je sais pas c'est quoi mes 2 température une c'est la température de fusion mais l'autre je sais pas?
et a partir de P2 j'aurais utiliser la relation PV=nRT pour avoir n et enfin aboutir a m. Mais ça ne marche pas. pouvez m'aider??
3) là j'ai aucune idée 
4) je ne connais pas se phénomène 
le reste non plus je vois pas par ou commencer
SVP aider moi a résoudre cette exercice, c'est un exercice type de mon controle; il me permettra de bien comprendre les autres.
Merci d'avance pour toute l'aide apportées!
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| Re: thermodynamique [74491] |
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| Posté le : 07/12/2010, 12:02 (Lu 5176 fois) |
Question 1.
Le passage de l'état liquide à l'état gazeux est un phénomène qui demande beaucoup de chaleur
Quand on oblige un liquide à se vaporiser, on oblige le liquide à fournir de la chaleur, donc la partie qui ne s'est pas évaporé se refroidit en fournissant de la chaleur aux molécules qui s'évaporent. Ceci répond à ta question 1.
Question 2. On considère que x mole de benzène s'évapore, ce qui consomme 3288 x Joule. Et y mole de benzène se refroidissent de 80°C à 5.7°C, ce qui produit 136 (80 - 5.7) y Joule. Ces deux chaleurs doivent être égales. Et x + y donne le nombre de mol total contenu dans 100 g
Donc (x+y)78 = 100. C'est un système de 2 équations à deux inconnues. Résous-le. et tu trouveras x, le nombre de moles de benzène à 5.7°C.
Question 3. Qu'est-ce que c'est que ce reste d'eau ?
Question 4. Ce phénomène est celui de la surfusion. Il se rencontre dans tous les liquides extrêmement purs que l'on refroidit, dans l'eau aussi. Quand on refroidit de l'eau, elle devrait se prendre en glace à 0°C. Mais aucune molécule se sent désignée pour être la première autour de laquelle va se former le premier glaçon. Cette situation d'hésitation fait que l'eau liquide peut se refroidir à -5°C, -7°C, jusqu'à ce que tout à coup il apparaisse une impureté qui crée le germe de la solidification. La température remonte alors vite à 0°C et la solidification continue à s'y produire. L'împureté peut être une irrégularité de la surface, ou le passage d'un rayon cosmique qui arrache un électron à l'une des molécules, qui le recapte tout de suite.
5. La grandeur thermodynamique est l'enthalpie libre molaire (ou potentiel chimique)
6. La variation d'enthalpie de fusion est la chaleur de fusion. L'entropie est la chaleur de fusion divisée par la température absolue.
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Professeur de chimie de niveau préuniversitaire
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