On place de l'eau liquide à 0°C et 50 g de glace à la température de 0°C sous la pression standard P° = 1 bar dans une bouteille thermos. Après avoir été abandonnée à la température ambiante (environ 30°C) pendant 12 h, cette bouteille ne contient plus que 41 g de glace : les parois de ce récipient ne sont donc pas réellement adiabatiques.

Quelle quantité de chaleur Q_P, exprimée en kJ, ce dispositif a-t-il échangé avec son environnement pendant ces 12 h d'abandon ?

Données :

\(\Delta_{fus}H°(H_2O)\) = 6 kJ.mol^-1

M(H₂O) = 18 g.mol^-1

Aide simple :

La bouteille thermos* constitue un système fermé (il n'y a pas d'échange de matière, mais il y a échange d'énergie avec le milieu extérieur sous forme de chaleur). Cet échange est réalisé dans des conditions isobares (P = P°).

* Une bouteille thermos ne peut être considérée comme un récipient réellement adiabatique que pendant de courtes durées (quelques minutes).

Rappel de cours :

La chaleur échangée à pression constante par un système fermé est égale à la variation d'enthalpie de ce système : \(Q_P = \Delta H\).