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\begin{qcm}{Testez vos connaissances}{10}
  \begin{questions}
  \item Lors du changement d'état d'un corps pur, sa formule brute
    change.

    \resetchoix

    \choix vrai

    \choix faux

  \item La vaporisation est une transformation:

    \resetchoix

    \choix endothermique

    \choix exothermique

    \item Lorsqu'on introduit du sel dans de l'eau pure, la
      transformation correspondante est:

      \resetchoix

      \choix une dissolution

      \choix une fusion

   \item Un corps passe d'un état donné A (solide, liquide ou gazeux)
     vers un autre état B. Si ce changement d'état est exothermique,
     alors le changement d'état $\rm B\rightarrow A$ est:

     \resetchoix

     \choix également exothermique

     \choix endothermique

     \choix on ne peut pas conclure

  \end{questions}
\end{qcm}
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\begin{corrige}
  \begin{questions}
  \item Réponse \choix[b].
  \item Réponse \choix[a].
  \item Réponse \choix[a].
  \item Réponse \choix[b].
  \end{questions}
\end{corrige}
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\begin{exo}{Vaporisation de l'eau}{Nouveau Programme}{2}{15}
  On oublie sur le feu une casserole contenant un volume
  $v=5{,}4\times 10^2$~mL d'eau en ébullition. La puissance du brûleur
  sous la casserole est de $3{,}5$~kW. On suppose que toute l'énergie
  libérée par le brûleur est utilisée pour vaporiser l'eau contenue
  dans la casserole.
  \begin{questions}
  \item La vaporisation  est-elle une transformation exothermique ou
    endothermique ?
  \item Représenter symboliquement la transformation physique qui a lieu.
  \item Au bout de combien de temps toute l'eau initialement contenue dans la casserole s'est-elle vaporisée~?
  \item Que peut-il se passer une fois que toute l'eau s'est vaporisée~?
  \end{questions}
  \emph{Données:}\\
  Énergie massique de vaporisation de l'eau: $L_v=2{,}26\times 10^6$~J.kg$^{-1}$.
\end{exo}
\begin{corrige}
  \begin{questions}
    \item La vaporisation est une transformation endothermique.
    \item Cette transformation s'écrit:
      \[\rm H_2O(l)\rightarrow H_2O(g)\]
    \item Soit $m$ la masse d'eau contenue dans la casserole. Nous
      avons:
      \[m=\rho v,\] où $\rho=1{,}0$~kg.L$^{-1}$ est la
      masse volumique de l'eau (à connaître par c\oe ur).
      Nous avons donc:
      \[m=5{,}4\times 10^2\times 10^{-3}\times 1{,}0=0{,}54\mbox{~kg}.\]
        \begin{methode}
          Il faut multiplier la valeur du volume donnée dans l'énoncé
          par $10^{-3}$ pour l'exprimer en litre.
        \end{methode}
        Pour vaporiser cette masse d'eau, il faut lui donner une
        énergie
        \[E=mL_v=0{,}54\times 2{,}26\times 10^6=1{,}2\times
          10^6\mbox{~J}.\]
        Le temps nécessaire pour donner cette énergie à l'eau est:
        \[t=\frac EP,\]
        où $P$ est la puissance du brûleur. L'application numérique
        donne:\enlargethispage*{3em}
        \[t=\frac{1{,}2\times 10^6}{3{,}5\times 10^3}=3{,}4\times
          10^2\mbox{~s},\] soit un peu plus de cinq minutes. En
        pratique toute l'énergie libérée par le brûleur n'est pas
        utilisée pour vaporiser l'eau, donc le temps requis est en
        réalité plus long que cette estimation.
      \item Tant qu'il reste de l'eau dans la casserole, sa
        température est nécessairement $100\;^\circ$C, ce qui limite 
        la température des parois de la casserole. Une fois que toute
        l'eau a disparu de la casserole, cette limitation n'existe
        plus et l'énergie libérée par le brûleur sert alors à élever
        la température du métal constituant la casserole. Celle-ci
        peut atteindre des températures extrêmement élevées, et il y a
        alors un risque d'incendie.
  \end{questions}
\end{corrige}
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\newpage
\begin{exo}{Dégazage d'une comète}{Nouveau Programme}{3}{15}
  Les comètes sont des petits corps glacés du système solaire qui ont une orbite très allongée. Elles sont la plupart du temps loin du Soleil, et la glace dont elles sont constituées ne change alors pas d'état. Toutefois, périodiquement, elles passent près du Soleil et une partie de la glace qui les recouvre passe directement à l'état gazeux. Le gaz ainsi libéré dans l'espace donne lieu à leur magnifique \og chevelure \fg, facilement observable, caractéristique de l'image des comètes.
  \begin{questions}
    \item Comment s'appelle le changement d'état qui a lieu
      lorsqu'elles passent à proximité du Soleil~?
    \item Ce changement d'état est-il endothermique ou exothermique~?
    \item Nous considérons une comète de forme sphérique et de rayon\linebreak       $r=1{,}2$~km. Nous faisons l'hypothèse que la glace dont elle
      est constituée est exclusivement de la glace d'eau. On peut
      considérer que durant le passage à proximité du Soleil chaque
      mètre carré de la surface de la comète reçoit de celui-ci une
      énergie égale à $1{,}6\times 10^9$~J. On suppose que toute
      l'énergie reçue du Soleil est utilisée pour donner lieu au
      changement d'état de la glace.

      Quelle est la masse totale de vapeur d'eau libérée dans l'espace
      durant le passage au voisinage du Soleil~?
    \item Sachant que la comète contient une masse de glace
      $m_c=1{,}5\times 10^{13}$~kg, combien de passages au voisinage
      du soleil peut-elle effectuer avant de disparaître~? On
      supposera qu'elle perd la même quantité de vapeur d'eau à chaque
      passage au voisinage du soleil.
    \end{questions}
    \emph{Données:}
    \begin{itemize}
    \item Énergie massique pour le changement de l'état solide à
    l'état gazeux de l'eau: $L=2{,}8\times 10^6$~J.kg$^{-1}$.
    \item Surface d'une sphère de rayon $r$: $S=4\pi r^2$.
    \end{itemize}
\end{exo}
\begin{corrige}
  \begin{questions}
    \item Le passage de l'état solide à l'état gazeux s'appelle la
      sublimation.
    \item Il s'agit d'une transformation endothermique.
    \item Calculons l'énergie reçue par la comète au cours de son passage au voisinage du Soleil. Sa surface est:
      \[S = 4\pi r^2=4\times 3{,}14\times (1{,}2\times
        10^3)^2=1{,}8\times 10^7\mbox{~m}^2.\]
      L'énergie reçue par la comète sur l'ensemble de sa
      surface est:
      \[E=1{,}8\times 10^7\times 1{,}6\times 10^9=2{,}9\times
        10^{16}\mbox{~J}.\]

      Nous avons par ailleurs $E=m\times L$, où $m$ est la masse de
      glace sublimée, par conséquent:
      \[m=\frac{E}{L}=\frac{2{,}9\times 10^{16}}{2{,}8\times
          10^{6}}=1{,}0\times 10^{10}\mbox{~kg}.\]
    \item La % commète ERVOL
    comète peut effectuer un nombre $N$ de passages, avec:
      \[N=\frac{m_c}{m}=\frac{1{,}5\times 10^{13}}{1{,}0\times
          10^{10}}=1{,}5\times 10^3.\]

        La comète peut effectuer environ
        $1500$~passages au voisinage du Soleil.
  \end{questions}
\end{corrige}
%
\thumb
\AfficheCorrige
