Bonsoir,

J'avais envie de partager avec vous un petit exercice que j'avais beaucoup aimé puisqu'en plus de présenter un raisonnement intéressant (enfin, de ceux qui font que j'adore la thermodynamique) pour très peu d'énoncé, il m'a permit de découvrir le phénomène de surfusion.

Citation

Une certaine masse de phosphore se trouve à l'état liquide à la pression standard et à une température de 30°C. On introduit un germe de phosphore solide pour faire cesser la surfusion.
Subsiste-t-il du liquide dans le tube ? Si oui, en quelle proportion ?

Indication : Le phénomène est rapide et les transferts de chaleur avec le milieu extérieur sont négligeables pendant la durée de la transformation.

Données :
Température de fusion du phosphore : 44°C à 1 atm
Capacité thermique massique du phosphore liquide : 840 J/K/kg
Enthalpie massique de fusion du phosphore à 44°C : 21 kJ/kg

A vous de jouer !

Concernant la surfusion, pour ceux qui ne connaissent pas, il s'agit d'un état méta-stable dans laquelle un corps peut se trouver dans l'état liquide sous sa température de solidification.
Ainsi, on peut trouver de l'eau liquide sous 0°C. C'est d'ailleurs le phénomène des pluies verglaçantes : des nuages portent de l'eau sous 0°C, il pleut, l'eau liquide touche le sol et par le choc et les impuretés du sol se transforme immédiatement en verglas.

Vous ne me croyez pas ?
http://www.youtube.com/watch?v=HGBidsObvZQ
http://www.youtube.com/watch?v=rzmDJTGHaj8

10% de la masse qui reste liquide

Même si je connais rien en thermodynamique et que je comprends pas ce qui se passe pour la surfusion

Faux. Il me faut un raisonnement qui aille avec toute réponse de toute manière.

je dirais que l'énergie gagnée par la solidification va être transformée en chaleur et réchauffer la masse de phosphore. Bref, la solidification s'arrête lorsqu'on atteint la température de 44°C de coexistence des 2 états.

Si je ne m'abuse, on aura alors une proportion massique <math>\(\frac{840*14}{21000} \simeq 55\%\)</math> de phosphore solidifié.

Ca m'a fait beaucoup de bien ce petit exercice, pour me détendre de mes révisions d'espagnol..

Je me goure peut-etre de définition de lf mais a priori c'est quand même cohérent :



Après application numérique on trouve 44% de liquide et 56% de solide...

Faux pour freudqo.
Le résultat est cependant juste pour warstar, mais j'ai du mal à voir ton raisonnement mais si c'est clairement sur cette voie là qu'il faut partir.

Je refais l'exo ce soir et je poste une solution (trop) détaillée pour permettre aux hérétiques non-thermodynamiciens de suivre.

Boah j'ai pas fait de thermo depuis le début de spé donc c'est un peu vieux... et comme j'ai dit, mon lf est peut-être du mauvais signe

Mais sinon mon raisonnement est tout simple, on passe d'un état 1 surfusion à un état 2 "normal", avec conservation de l'enthalpie massique Faudrait ptet un diagramme...

Citation : Hod

Faux pour freudqo.
Le résultat est cependant juste pour warstar, mais j'ai du mal à voir ton raisonnement mais si c'est clairement sur cette voie là qu'il faut partir.

Je refais l'exo ce soir et je poste une solution (trop) détaillée pour permettre aux hérétiques non-thermodynamiciens de suivre.

Bah au final, j'ai le même résultat que warstar vu que j'ai employé la même formule. Après, peut être que j'ai pas le même convention sur l'énergie gagnée ou perdue.