La densité de H₂O(s) est de 0,920 g.cm^-3 à 0°C et est donc inférieure à celle de H₂O(l). Ainsi, l'eau se dilate lorsqu'elle gèle.

Combien de travail effectue 50,0 g d'eau lorsqu'elle gèle à 0°C et qu'elle fait éclater une conduite d'eau avec une pression opposée de 1000 atm ?

Question

La densité de H₂O(s) est de 0,920 g.cm^-3 à 0°C et est donc inférieure à celle de H₂O(l). Ainsi, l'eau se dilate lorsqu'elle gèle.

Combien de travail effectue 50,0 g d'eau lorsqu'elle gèle à 0°C et qu'elle fait éclater une conduite d'eau avec une pression opposée de 1000 atm ?

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Accepted Answer

Par définition, le travail W = -Pext ΔV

avec Pext = pression externe constante (en Pa) et ΔV = Vf – V_i (en m³)

P_ext = 1000 atm = 1.013 x 10⁸ Pa

densité d = $\frac{m}{V}$ ⇒ V = $\frac{m}{d}$
V_H2O(l) = V_i = $\frac{50.0}{1.00}$ = 50.0 cm³ = 50.0 x 10^-6 m³

V_H2O(g) = V_f = $\frac{50.0}{0.920}$ = 54.3 cm³ = 54.3 x 10^-6 m³

W = -Pext ΔV

⇒ W = -(1.013 x 10⁸) x (54.3-50.0) x 10^-6 = - 4.36 x 10² J

Midterm 2 - Question 3 | Chimie générale 2