La chaleur et les changements d’état physique de la matière exercices corrigés
La chaleur et les changements d’état physique de la matière
I- Repérage d’une température :
La température est une grandeur physique symbolisée par $\boldsymbol{\theta}$ ( se lit Téta ) ou $\mathbf{T}$.
Pour repérer la température d’un corps, on utilise un thermomètre.
L’unité usuelle de la température est le degré Celsius qu’on note par le symbole ( ${ }^{\circ} \mathbf{C}$ ).
1 – description d’un thermomètre à liquide :
2 – Comment utiliser un thermomètre à liquide :
Pour repérer la température d’un liquide ($L$) à l’aide d’un thermomètre à liquide, on procède comme suit :
– On déterminer la valeur de chaque division ( sensibilité ) du thermomètre.
– On immerge totalement le réservoir du thermomètre dans le liquide ($L$) sans qu’il touche le récipient.
– On attend la stabilité du liquide thermométrique.
– On repère la température sans faire sortir le réservoir du liquide ($L$).
– Lors de la lecture, on place l’œil horizontalement au niveau du liquide thermométrique.
– On note la valeur lus sans oublier l’unité ; on écrit : $\theta= \pm . . . . . . .{ }^{\circ} \mathrm{C}$.
Remarque :
On obtient une mesure plus précise en utilisant un thermomètre électronique à sonde. Résumé :
– Pour repérer la température d’un corps, on utilise un thermomètre.
– L’unité usuelle de la température est le degré Celsius de symbole $\left({ }^{\circ} \mathrm{C}\right)$.
II – Distinguer entre température et chaleur :
Expérience :
Observation :
– Lors du chauffage, la température du liquide augmente.
– Lorsqu’on arrête le chauffage, la température du liquide diminue.
Conclusion :
– La température d’un liquide augmente lorsqu’il reçoit de la chaleur.
– La température du liquide diminue lorsqu’il cède de la chaleur.
Résumé :
– La température et la chaleur sont deux grandeurs physiques distinctes.
– La température d’un corps augmente lorsqu’il reçoit de la chaleur.
– La température d’un corps diminue lorsqu’il cède de la chaleur.
Exercice 1:
Répondre par vrai ou faux :
$\checkmark$ On mesure la température avec une éprouvette graduée. $……….$
$\checkmark$ Quand un corps perd de la chaleur, sa température augmente. $……….$
$\checkmark$ On mesure la température avec un thermomètre $……….$
$\checkmark$ La chaleur et la température, c’est la même chose $……….$
$\checkmark$ L’unité usuelle de température est le degré Celsius $……….$
$\checkmark$ Les températures de solidification et de fusion de l’eau sont identiques $……….$
$\checkmark$ La glace est toujours à ${ 0}^{\circ} \mathbf{C}$ $……….$
$\checkmark$ Faux → Une éprouvette sert à mesurer un volume, pas une température.
$\checkmark$ Faux → Si un corps perd de la chaleur, sa température diminue.
$\checkmark$ Vrai → C’est l’instrument approprié pour mesurer une température.
$\checkmark$ Faux → La température mesure l’état thermique d’un corps, la chaleur est une forme d’énergie transférée d’un corps chaud vers un corps froid.
$\checkmark$ Vrai → L’unité utilisée en physique est bien le ${ }^{\circ} \mathbf{C}$ (degré Celsius).
$\checkmark$ Vrai → Ces deux transformations ont lieu à la même température : ${ 0}^{\circ} \mathbf{C}$
$\checkmark$ Faux → Elle est à ${ 0}^{\circ} \mathbf{C}$ uniquement au moment où elle fond .
Exercice 2:
Compléter par le mot qui convient :
$1)$ Quand un corps reçoit de la chaleur, sa température $……….$
$2)$ Quand un corps $……….$ de la chaleur, sa température diminue.
$3)$ L’unité usuelle de la température est $……….$
$4)$ Pour repérer la température d’un corps, on utilise un $……….$.
Exercice 3:
$1)$ Quelle est la valeur d’une division indiquée par chaque thermomètre ci-contre ?
2)$ Quelle est la température indiquée dans chaque thermomètre ?
$3)$ Déterminer le corps froid et le corps chaud.
Exercice 4:
$1)$ Nommer les transformations physiques dans le tableau suivant :
| N° | Transformation | Nom |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 2 | ||
| 3 | ||
| 4 |
$2)$ Compléter le tableau par : augmenter – diminuer- céder- gagner.
| Transformation | 1 (Fusion) | 2 (Vaporisation) | 3 (Liquéfaction) | 4 (Solidification) |
|---|---|---|---|---|
| Température | ||||
| Chaleur |
Exercice 5:
On refroidit du cyclohexane liquide contenu dans un tube à essai.
On relève sa température toutes les deux minutes.
| t (min) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T en °C | 18 | 12 | 5.8 | 5.8 | 5.8 | 5.8 | 0 | -6 |
$1)$ Tracer sur un papier millimétré la courbe qui représente l’évolution de la Température du cyclohexane au cours du temps.
– Sur l’axe des abscisses : $1 cm$ représente $2 min$ .
– Sur l’axe des ordonnées : $1 cm$ représente ${ 5}^{\circ} \mathbf{C}$ .
$2)$ Quel changement d’état subit le cyclohexane?
$3)$ Dans quel état physique se trouve le cyclohexane lorsque la température est :
– Compris entre ${ 18}^{\circ} \mathbf{C}$ et ${5.8}^{\circ} \mathbf{C}$ ?
– Egal à ${5.8}^{\circ} \mathbf{C}$ ?
– Comprise entre ${5.8}^{\circ} \mathbf{C}$ et ${-6}^{\circ} \mathbf{C}$ ?
Exercice 6:
Associer une température à chaque situation du schéma ci-dessous.
$a)$ ${-10}^{\circ} \mathbf{C}$
$b)$ ${20}^{\circ} \mathbf{C}$
$c)$ ${0}^{\circ} \mathbf{C}$
Exercice 7:
On poursuit l’évolution de la température d’un échantillon d’eau contenu dans un bécher. Les variations de la température sont représentées sur le graphe cidessous.
$1)$ Que contient le bécher à $5 mn$ du début de l’expérience ?
$2)$ A quel moment l’eau liquide apparait elle ?
$3)$ Que contient le bécher au bout de $11 mn$ ?
$4)$ Que contient le bécher à une date supérieure à $12 mn$ ?
Exercice 8:
Parmi les trois thermomètres suivants le(s) quel(s) permettraient d’étudier :
$1)$ L’ébullition de l’eau ?
$2)$ La fusion de la glace ?
$3)$ L’ébullition et la fusion de la glace ?
Exercice 9:
On met de la glace dans une seringue et on la refroidit comme l’indique la figure suivante.
$1)$ Quel est le volume d’eau contenu dans la seringue ?
$2)$ Quel est le volume de glace obtenu après $10 mn$ ?
$3)$ Quelle est la variation du volume au cours de cette expérience ? la masse a-t-elle varié ?
Exercice 10:
La solidification de l’eau s’accompagne d’une augmentation de $10 \%$ de son volume. C’est-à-dire que $100 \mathrm{~cm}^{3}$ de glace donnent $90 \mathrm{~cm}^{3}$ d’eau.
$1)$ Quel est le volume du glaçon représenté ?
$2)$ Si on le fait fondre quel volume d’eau pourra-t-on obtenir ?
$3)$ Combien de glaçon identique à celui-ci faudrait-il pour réaliser $1,08 \mathrm{~L}$ d’eau liquide?
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