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Lequel des énoncés suivants décrit le mieux la calorimétrie ? (A) la quantité d’énergie produite par la combustion d’un aliment (B) la quantité de chaleur nécessaire pour élever d’un degré Celsius la température d’un gramme de substance (C) la mesure de la quantité d’énergie thermique transférée vers l’intérieur ou vers l’extérieur d’un système lors d’une modification chimique ou physique (D) la quantité d’énergie nécessaire pour rompre une mole de liaisons Ou (E) la mesure de la variation du nombre de degrés de liberté d’un système
Une façon courante de mesurer les variations d’énergie en chimie consiste à utiliser une méthode appelée calorimétrie. La calorimétrie est l’étude du transfert de chaleur lors de changements physiques et chimiques et repose sur l’utilisation d’un appareil appelé calorimètre. Un calorimètre mesure la quantité d’énergie transmise sous forme de chaleur lors de changements physiques ou chimiques. Il est possible de le considérer comme un système autonome ou isolé.
Un montage expérimental courant de calorimétrie consiste à utiliser un récipient de réaction isolé, un agitateur et un thermomètre. Une tasse en polystyrène, placée dans un bécher avec un couvercle hermétique, est souvent utilisée comme récipient isolé pour la réaction. Dans ce montage, une réaction se produit dans le mélange réactionnel. Les substances d’intérêt dissoutes dans la tasse sont souvent appelées le système, et dans ce cas le reste du mélange réactionnel est appelé l’environnement.
En général, lorsque des réactions chimiques se produisent, de l’énergie est libérée ou absorbée. La loi de conservation de l’énergie dit que l’énergie ne peut être créée ni détruite ; elle est seulement transférée. Et pendant une réaction, la quantité d’énergie dans deux zones, le système et l’environnement, évolue. L’énergie est toujours transférée entre le système et l’environnement. Mais ce que nous définissons comme le système ou l’environnement peut varier.
Nous supposons qu’il n’y a pas d’échange de chaleur entre le calorimètre et la pièce. C’est la raison principale de l’utilisation de l’isolant en polystyrène et du coton autour. Si une réaction se produisant dans le système est exothermique, elle libère de l’énergie dans l’environnement, provoquant une élévation de la température. Cette augmentation peut être mesurée à l’aide d’un thermomètre.
Et ainsi, nous pouvons voir que la calorimétrie est une méthode de mesure de variation d’énergie, par opposition à une quantité absolue d’énergie. Donc, les choix de réponses (A), (B) et (D) doivent tous être incorrects. Les degrés de liberté, dans le choix de réponse (E), est un concept avancé de l’enthalpie, et il reste donc le choix de réponse (C). Ainsi, l’énoncé qui décrit le mieux ce qu’est la calorimétrie est (C), la mesure de la quantité d’énergie thermique transférée vers l’intérieur ou vers l’extérieur d’un système lors d’une modification chimique ou physique.
