Title: Quel est cet objet, quoi sertil
1Quel est cet objet ? A quoi sert-il ?
Que contient le sachet ?
Comment fonctionne-t-il ?
2Quobservez-vous ?
On fait fonctionner
La chaufferette dégage de la chaleur Le liquide
incolore blanchit, durcit, on observe des
traînées à partir de la pastille (cristaux ?).
Il y a solidification de léthanoate de sodium
trihydraté. Il sagit dune transformation
liquide - solide , associée à un échange
thermique. Léthanoate de sodium trihydraté
cristallise, cette cristallisation saccompagne
dun dégagement de chaleur
3Dans quel sens a lieu léchange thermique ?
Énergie Chaufferette
? milieu extérieur ( mains) Chaleur
échangée Q (joules) Phénomène exothermique
4Comment évaluer (mesurer) la valeur de la
quantité dénergie échangée ?
Il faut raisonner en terme de quantité dénergie
non pas délévation de température. Notion de
capacité thermique massique pour associer une
quantité dénergie à la variation de température
(passer des C aux joules !!!) ? élaboration du
protocole permettant cette évaluation., Pesée du
sachet et de son contenu (ms), du vase intérieur
dun calorimètre( mv) et dune quantité deau
suffisante (me) introduite dans le vase
calorimètre pour que le sachet soit bien
immergé. Mesure de la température initiale (?i),
actionnement de la pastille, introduction dans le
calorimètre, mesure de lévolution de la
température jusquà un nouvel équilibre thermique
dit final. Mesure de ?f. Léquilibre thermique
nécessite au moins 20 minutes. Calcul Qéchangé
(me. ceau ms. céthanoate solide mv. cAl)
. (?f ?i) On trouve de manière très
reproductible environ 20 kJ avec les
chaufferettes utilisées
5Doù vient cette énergie ?
- La cristallisation de léthanoate de sodium
trihydraté libère de lénergie
6Comment expliquer que ce changement détat libère
de lénergie ?
7Notre mesure est-elle en accord avec cette donnée
théorique ?
A partir de données physicochimiques, on peut
établir que la cristallisation de léthanoate de
sodium trihydraté échange Q - 17 kJ.mol-1.
8Quel ordre de grandeur retenir pour lénergie de
cohésion de la matière cristallisée (solide) ?
104 joules par mole
Il faut 2,8 105 J pour transformer une mole deau
en dihydrogène et dioxygène
Lénergie dune liaison chimique est de lordre
de 105 joules par mole soit 10 fois plus grande !
9Comment expliquer que léthanoate de sodium soit
liquide dans le sachet à température ambiante ?
La température de fusion de léthanoate de sodium
trihydraté est de 58 C, il est donc en surfusion
!
10A propos de surfusion
L'écrivain italien Curzio Malaparte relate dans
son roman Kaputt (1943) , une anecdote qui
serait survenue en 1942 lors du siège de
Léningrad.
- Les chevaux du lac Ladoga
- Le troisième jour un énorme incendie se déclara
dans la forêt de Raikkola. Hommes, chevaux et
arbres emprisonnés dans le cercle de feu criaient
d'une manière affreuse. (...) Fous de terreur,
les chevaux de l'artillerie soviétique - il y en
avait près de mille - se lancèrent dans la
fournaise et échappèrent aux flammes et aux
mitrailleuses. Beaucoup périrent dans les
flammes, mais la plupart parvinrent à atteindre
la rive du lac et se jetèrent dans l'eau. (...) - Le vent du Nord survint pendant la nuit (...). Le
froid devint terrible. Soudainement, avec la
sonorité particulière du verre se brisant, l'eau
gela (...) - Le jour suivant, lorsque les premières
patrouilles, les cheveux roussis, atteignirent la
rive, un spectacle horrible et surprenant se
présenta à eux. Le lac ressemblait à une vaste
surface de marbre blanc sur laquelle auraient été
déposées les têtes de centaines de chevaux.
11- Hubert Reeves reprend ce récit dans son livre
- L'heure de s'enivrer (1986) et le tient pour
véridique. - Il émet l'hypothèse que le gel quasi-instantané
- de l'eau du lac fut causé par un changement
- de phase rapide dû à l'état présumé de
- surfusion de l'eau au moment de l'incident.