Fiche de révision : Température et changements d’état

📋 Plan du Cours

1. La chaufferette à acétate de sodium
2. Ébullition de l’eau et pression
3. Rayonnement thermique et couleur
4. Températures caractéristiques des substances
5. Paliers de changement d’état
6. Solidification de l’eau salée

📖 1. La chaufferette à acétate de sodium

🔑 Notions clés & Définitions

• Solution aqueuse saturée : Solution qui a l’eau pour solvant et contient un soluté qui ne peut plus se dissoudre.

★ À maîtriser

• La substance active d’une chaufferette est une solution aqueuse saturée en acétate de sodium.

• Quand on tord la plaquette métallique de la chaufferette, des germes d’acétate solidifié déclenchent la cristallisation et la solution se solidifie.

• La solidification de l’acétate dans la chaufferette est exothermique et dégage de la chaleur pendant 30 min à 1 h.

Compléments

• La température de fusion de la solution d’acétate de sodium à 20 % est de 54 °C.

• Pour réutiliser la chaufferette solidifiée, on la place dans de l’eau très chaude, à plus de 54 °C, afin de liquéfier l’acétate de sodium.

💡 Astuce mémo

La plaquette libère des germes → l’acétate cristallise → de la chaleur est dégagée.

📖 2. Ébullition de l’eau et pression

★ À maîtriser

• Sous une pression normale, l’eau bout à 100 °C.

• À l’ébullition, la température de l’eau reste à 100 °C jusqu’à ce que toute l’eau liquide soit transformée en vapeur.

• Dans une cocotte-minute, la vapeur emprisonnée augmente la pression et permet aux aliments de cuire à 120 °C.

Compléments

• Pendant l’ébullition de l’eau, des bulles de vapeur se forment dans le liquide et éclatent à sa surface.

• Le brouillard au-dessus de l’eau bouillante se forme lorsque la vapeur libérée se condense au contact de l’air plus froid.

• La soupape d’une cocotte-minute évacue le surplus de vapeur pour éviter que la cocotte n’explose.

📌 Abaisser la pression au-dessus de l’eau permet de la faire bouillir à une température inférieure à 100 °C.

💡 Astuce mémo

À pression normale, l’eau bout à 100 °C ; sous pression réduite, sa température d’ébullition baisse.

📖 3. Rayonnement thermique et couleur

★ À maîtriser

• La température d’un objet détermine un rayonnement associé à une couleur.

Compléments

• Les objets très chauds apparaissent orangés, voire bleus.

📖 4. Températures caractéristiques des substances

🔑 Notions clés & Définitions

• Sublimation : Passage direct d’un corps de l’état solide à l’état gazeux.

★ À maîtriser

• Parmi les métaux du tableau, le zinc a la température de fusion la plus basse, à 420 °C.

• Parmi les métaux du tableau, le fer a la température d’ébullition la plus élevée, à 2 861 °C.

• À 20 °C, le dioxyde de carbone solide se sublime à −78 °C et refroidit l’air autour de lui, dont la condensation forme un brouillard visible.

Compléments

• L’or devient liquide à sa température de fusion de 1 064 °C.

• À −200 °C, l’air devient liquide selon le tableau des températures caractéristiques.

• À la pression atmosphérique, le dioxyde de carbone se sublime vers −78 °C : il passe directement de l’état solide à l’état gazeux, sans fusion ni ébullition.

• La glace carbonique est du dioxyde de carbone solide, aussi appelé glace sèche, et le CO₂ gazeux est invisible.

📌 Le dioxyde de carbone, décrit comme un gaz lourd, est dangereux lorsqu’il dépasse 3 % de l’air.

📖 5. Paliers de changement d’état

★ À maîtriser

• Lors de la solidification et de la fusion de l’eau pure, un palier de température apparaît à 0 °C.

• Chaque corps pur possède des températures de changement d’état de référence qui le caractérisent.

📌 Un corps pur change d’état à une température fixe, tandis qu’un mélange ne possède pas de température fixe de changement d’état.

Compléments

• Pendant le palier de fusion ou de solidification de l’eau, les états liquide et solide coexistent.

• L’eau a une température de fusion de 0 °C et une température de vaporisation de 100 °C.

💡 Astuce mémo

Un corps pur présente un palier ; un mélange, comme l’eau salée, change d’état sur un intervalle.

📖 6. Solidification de l’eau salée

★ À maîtriser

• La solidification de l’eau salée se produit entre environ −3 °C et −6 °C, sans palier de température.

📌 L’eau salée se solidifie à des températures plus basses que l’eau pure, ce qui retarde l’apparition du verglas.

Compléments

• Lors de la solidification de l’eau salée, le changement d’état ralentit la baisse de température entre la 4e et la 8e minute.

📌 En dessous de −10 °C, saler la route ne suffit plus à empêcher la solidification de l’eau salée.

💡 Astuce mémo

Le sel abaisse la température de solidification → le verglas apparaît plus tard.

📊 Tableaux de synthèse

Changements d’état selon le type de substance