Fiche de cours

Les transferts thermiques lors d'un changement d'état

Lycée > Seconde, Seconde pro > Physique Chimie > Les transferts thermiques lors d'un changement d'état

Fiche de cours
Quiz et exercices
Vidéos et podcasts

Objectifs

Connaitre les termes exothermique et endothermique.
Connaitre le signe d’une énergie thermique suivant le sens du transfert.
Identifier le sens du transfert thermique lors d’un changement d’état et le relier au terme exothermique ou endothermique.

Points clés

Une transformation est dite exothermique si elle s’accompagne d’une libération d’énergie thermique.
C’est le cas des changements d’état dans lesquels les molécules deviennent moins agitées : solidification, liquéfaction et condensation.
Inversement, une transformation est dite endothermique lorsqu’elle nécessite un apport d’énergie pour se réaliser.
C’est le cas des changements d’état dans lesquels les molécules deviennent plus agitées : fusion, vaporisation et sublimation.

Pour bien comprendre

Les changements d’état de la matière et interprétations microscopiques

1. Les transferts thermiques

a. Transformations exothermiques et endothermiques

Il existe des transformations (physiques ou chimiques) qui s’accompagnent d’échanges d’énergie avec le milieu extérieur. Cette énergie peut être thermique, lumineuse, électrique, etc.

Une transformation est dite exothermique si elle s’accompagne d’une libération d’énergie thermique (de chaleur).

Cette chaleur libérée conduit à une augmentation de la température du système.

Exemple
Les réactions de combustion sont des réactions exothermiques car elles s’accompagnent d’un dégagement de chaleur.

Inversement, une transformation est dite endothermique lorsqu’elle nécessite un apport d’énergie pour se réaliser.

Exemple
Faire bouillir de l’eau est une réaction endothermique car il est nécessaire de chauffer l’eau et donc de fournir de l’énergie pour que la vaporisation ait lieu.

Une transformation qui n’est ni exothermique, ni endothermique est dite athermique.

Exemple
La dissolution du sel (chlorure de sodium) dans l’eau est athermique car il n’y a ni dégagement, ni absorption de chaleur lorsque les ions Cl⁻ et Na⁺ se dispersent dans l’eau.

b. L'énergie thermique

L’énergie thermique, notée Q, se mesure en joule (J).

L’énergie thermique est une grandeur algébrique (avec un signe).

Le signe d’une énergie thermique dépend du sens du transfert, selon la convention suivante.

L'énergie thermique est négative

Q < 0 si la transformation est exothermique.

Une énergie thermique négative signifie que le système libère de la chaleur.

Transfert thermique d’une transformation exothermique

L'énergie thermique est positive

Q > 0 si la transformation est endothermique.

Une énergie thermique positive signifie que le système capte de la chaleur.

Transfert thermique d’une transformation endothermique

2. Les transferts thermiques lors de changements d'état

a. Les états physiques de la matière

Les trois états physiques de la matière correspondent à des dispositions différentes des entités (atomes, molécules ou ions).

L’état solide correspond à une disposition ordonnée et compacte des entités.

Les entités ne se déplacent pas mais vibrent sur place.

Modélisation
de l’état solide

L’état liquide correspond à une disposition désordonnée et compacte des entités.

Les entités glissent les unes sur les autres.

Modélisation
de l’état liquide

L’état gazeux correspond à une disposition désordonnée et agitée des entités.

Les entités ne sont pas en contact les unes avec les autres mais peuvent s’entrechoquer.

Modélisation
de l’état gazeux

b. Quel transfert d'énergie selon le changement d'état ?

Pour augmenter l’agitation des entités, il faut fournir de l’énergie thermique.
Inversement, pour diminuer l’agitation des entités, celles-ci doivent céder de l’énergie.

Les changements d’état endothermiques

Un changement d’état dans lequel l’agitation des entités augmente est endothermique, car le système reçoit de l’énergie.

Les changements d’état endothermiques sont la fusion, la vaporisation et la sublimation.

Changements d’état endothermiques

Les changements d’état exothermiques

Un changement d’état dans lequel l’agitation des entités diminue est exothermique, car le système cède de l’énergie.

Les changements d’état exothermiques sont la solidification, la liquéfaction et la condensation.

Changements d’état exothermiques

Remarque
Les systèmes réfrigérants (réfrigérateurs, climatiseurs, etc.) exploitent le fait qu’en vaporisant un liquide (liquide frigorigène), le système capte de l’énergie à l’extérieur et donc le refroidit.

Évalue ce cours !

Note 4.5 / 5. Nombre de vote(s) : 24

Des quiz et exercices pour mieux assimiler sa leçon

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des quiz et exercices en accompagnement de chaque fiche de cours. Les exercices permettent de vérifier si la leçon est bien comprise ou s’il reste encore des notions à revoir.

S’abonner

Des exercices variés pour ne pas s’ennuyer

Les exercices se déclinent sous toutes leurs formes sur myMaxicours ! Selon la matière et la classe étudiées, retrouvez des dictées, des mots à relier ou encore des phrases à compléter, mais aussi des textes à trous et bien d’autres formats !

Dans les classes de primaire, l’accent est mis sur des exercices illustrés très ludiques pour motiver les plus jeunes.

S’abonner

Des quiz pour une évaluation en direct

Les quiz et exercices permettent d’avoir un retour immédiat sur la bonne compréhension du cours. Une fois toutes les réponses communiquées, le résultat s’affiche à l’écran et permet à l’élève de se situer immédiatement.

myMaxicours offre des solutions efficaces de révision grâce aux fiches de cours et aux exercices associés. L’élève se rassure pour le prochain examen en testant ses connaissances au préalable.

S’abonner

Des vidéos et des podcasts pour apprendre différemment

Certains élèves ont une mémoire visuelle quand d’autres ont plutôt une mémoire auditive. myMaxicours s’adapte à tous les enfants et adolescents pour leur proposer un apprentissage serein et efficace.

Découvrez de nombreuses vidéos et podcasts en complément des fiches de cours et des exercices pour une année scolaire au top !

S’abonner

Des podcasts pour les révisions

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des podcasts de révision pour toutes les classes à examen : troisième, première et terminale.

Les ados peuvent écouter les différents cours afin de mieux les mémoriser en préparation de leurs examens. Des fiches de cours de différentes matières sont disponibles en podcasts ainsi qu’une préparation au grand oral avec de nombreux conseils pratiques.

S’abonner

Des vidéos de cours pour comprendre en image

Des vidéos de cours illustrent les notions principales à retenir et complètent les fiches de cours. De quoi réviser sa prochaine évaluation ou son prochain examen en toute confiance !

S’abonner

Profs en ligne

Découvrez le soutien scolaire en ligne avec myMaxicours

Plongez dans l'univers de myMaxicours et découvrez une approche innovante du soutien scolaire en ligne, conçue pour captiver et éduquer les élèves de CP à la terminale. Notre plateforme se distingue par une riche sélection de contenus interactifs et ludiques, élaborés pour stimuler la concentration et la motivation à travers des parcours d'apprentissage adaptés à chaque tranche d'âge. Chez myMaxicours, nous croyons en une éducation où chaque élève trouve sa place, progresse à son rythme et développe sa confiance en soi dans un environnement bienveillant.

Profitez d'un accès direct à nos Profs en ligne pour une assistance personnalisée, ou explorez nos exercices et corrigés pour renforcer vos connaissances. Notre assistance scolaire en ligne est conçue pour vous accompagner à chaque étape de votre parcours éducatif, tandis que nos vidéos et fiches de cours offrent des explications claires et concises sur une multitude de sujets. Avec myMaxicours, avancez sereinement sur le chemin de la réussite scolaire, armé des meilleurs outils et du soutien de professionnels dédiés à votre épanouissement académique.

EXERCE-TOI EN T'ABONNANT