sujet concours 2008 sciences groupe 2

[aldorchies]

Bonjour,

J'aimerais que l'on m'éclaire sur la question 3 (surtout la 3.1) :

On prépare dans un récipient un mélange réfrigérant, constitué pour ¾ du volume de glace

pilée et pour ¼ de sel de cuisine.

Au bout de 20 minutes, on constate que le mélange dans le récipient a fondu alors que le

thermomètre indique - 15°C. On constate également la présence d’une importante couche de

givre sur les parois extérieures du récipient.

3.1 Justifiez le fait que le mélange soit toujours liquide à -15°C.

3.2 Expliquez la formation de givre sur les parois extérieures du récipient.

Merci d'avance.

Al.

[garrabz87]

Bonjour,

J'aimerais que l'on m'éclaire sur la question 3 (surtout la 3.1) :

On prépare dans un récipient un mélange réfrigérant, constitué pour ¾ du volume de glace

pilée et pour ¼ de sel de cuisine.

Au bout de 20 minutes, on constate que le mélange dans le récipient a fondu alors que le

thermomètre indique - 15°C. On constate également la présence d’une importante couche de

givre sur les parois extérieures du récipient.

3.1 Justifiez le fait que le mélange soit toujours liquide à -15°C.

3.2 Expliquez la formation de givre sur les parois extérieures du récipient.

Merci d'avance.

Al.

3.1: Dans le mélange réfrigérant, la dissolution du sel se fait dans l'eau liquide qui existe à l'origine dans une fine pellicule à proximité des glaçons. Ce phénomène nécessitant de l'énergie, celle-ci va être prélevée dans le milieu, sous forme de chaleur, grâce à la fusion de la glace ce qui va provoquée une baisse de la température du mélange. L'eau va alors être pratiquement saturée en sel. Les ions, présents dans le sel vont alors contrarier la formation de cristaux de glace, ce qui nécessite une température plus basse pour que l'eau gèle.

3.2: Dans l'énoncé, il est dit que le thermomètre indique -15°C au bout de 20 min, ce qui nous permet d'en déduire que la température des parois du récipient doit être également négatif pour arriver à -15°C à l'équilibre thermique. Au contact de la paroi froide, l'air ambiant va alors se refroidir, pour passer de l'état gazeux à l'état solide: l'eau présent dans l'air va alors se condenser en glace et se déposer sur les parois du récipient pour former le givre. On peut donc affirmer que le seuil de saturation de l'air en vapeur d'eau est atteint en raison de la baisse de la température, ce qui permet la condensation de l'eau de la forme gazeuse à la forme solide sur les parois du récipient.