On s'intéresse au principe de dégagement de chaleur par une bouillotte « autochauffante ».
Ces bouillottes contiennent une solution aqueuse d'acétate de sodium en « surfusion ». Cela signifie que la solution est à l'état liquide bien qu'à une température inférieure à sa température de fusion, égale à 54 °C à pression atmosphérique. Lorsque l'utilisateur exerce une pression suffisante sur une pièce métallique, la solution d'acétate de sodium se solidifie en dégageant de la chaleur.
Quel changement d'état est exploité dans ces bouillottes ?
Selon l'énoncé, la solution d'acétate de sodium est initialement liquide puis devient solide. Le changement d'état est donc une solidification.
Ce changement d'état est-il endothermique ou exothermique ?
Ce changement d'état libère de la chaleur, il est donc exothermique.
Quelle est la relation donnant l'énergie libérée E par le changement d'état, la masse m de la solution et l'énergie massique E_m de solidification de la solution d'acétate de sodium ?
La relation donnant l'énergie libérée E par le changement d'état, la masse m de la solution et l'énergie massique E_m de solidification de la solution d'acétate de sodium est :
E = m \times E_m
Quelle est alors l'énergie libérée par la solidification de 200 g de solution d'acétate de sodium ?
Donnée : L'énergie massique de solidification de la solution d'acétate de sodium est E_m = 150 \text{ J.g}^{-1}.
L'énergie libérée par la solidification de 200 g de solution d'acétate de sodium est donnée par la relation suivante :
E_{\text{(J)}} = m_{\text{(g)}} \times E_{\text{(J.g}^{-1})}
E = 200 \times 150
E = 3{,}00 \times 10^4 \text{ J}