Pour calculer la chaleur nécessaire pour faire fondre un échantillon, vous utilisez l'équation de la chaleur latente de fusion. La chaleur latente de fusion désigne la quantité d'énergie thermique nécessaire pour faire passer une substance de l'état solide à l'état liquide sans changement de température. L'équation est la suivante :
[ Q = m \times L_f ]
Où :
- ( Q ) est la chaleur nécessaire (en joules ou en calories),
- ( m ) est la masse de la substance (en grammes ou en kilogrammes),
- ( L_f ) est la chaleur latente spécifique de fusion (en J/kg ou cal/g).
Explication détaillée :
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Masse (( m )): Il s'agit de la quantité de la substance que vous faites fondre, mesurée en grammes ou en kilogrammes. Le choix entre les grammes et les kilogrammes dépend des unités utilisées pour la chaleur latente de fusion.
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Chaleur latente spécifique de fusion (( L_f )): Il s'agit d'une propriété de la substance qui représente la quantité de chaleur nécessaire pour faire passer une unité de masse (1 kg ou 1 g) de l'état solide à l'état liquide à son point de fusion. Elle ne dépend pas de la masse de la substance mais de la substance elle-même. D'après les références fournies, la chaleur latente spécifique de fusion pour la substance étudiée est de -79,7 cal/g ou -330 000 J/kg. Notez que le signe négatif indique généralement un dégagement de chaleur lors de la congélation (contraire de la fusion), de sorte que pour la fusion, cette valeur devrait être positive.
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Chaleur requise (( Q )): C'est le résultat de la multiplication de la masse de la substance et de sa chaleur latente spécifique de fusion. Il indique la quantité d'énergie thermique nécessaire pour faire fondre la totalité de l'échantillon à son point de fusion.
Exemple de calcul :
Si vous disposez d'un échantillon de 500 grammes d'une substance dont la chaleur latente spécifique de fusion est de 79,7 cal/g, la chaleur nécessaire pour faire fondre cet échantillon est la suivante :
[Q = 500 , \text{g} \times 79,7 , \text{cal/g} = 39 850 , \text{cal} ]
Ce calcul montre que 39 850 calories de chaleur sont nécessaires pour faire fondre un échantillon de 500 grammes de cette substance à son point de fusion.
Correction et révision :
Les références fournies indiquaient initialement les valeurs de chaleur latente avec des signes négatifs, ce qui indique généralement un dégagement de chaleur au cours du processus inverse (congélation). Pour le calcul de la chaleur requise pendant la fusion, ces valeurs doivent être considérées comme positives. Par conséquent, la chaleur latente spécifique de fusion utilisée dans le calcul doit être de 79,7 cal/g ou 330 000 J/kg pour la fusion.
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