Chapitre 12 – Changements d'état | 2nde Bac Pro MAMA | Physique-Chimie | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 5 mai 2026, format manuel scolaire
Lila, ébéniste chez Restauration d'Art Royal à Versailles, doit identifier une cire fournie sans étiquette. Elle réalise un test : elle chauffe progressivement un échantillon en notant la température toutes les 30 secondes. La courbe T(t) lui permettra de déterminer la température de fusion, donc le type de cire.
Pendant le palier (entre A et B), la cire fond. La température reste constante alors que l'on continue à fournir de la chaleur. C'est la chaleur latente de fusion.
| Cire / Matière | T_fusion (°C) |
|---|---|
| Cire d'abeille pure | 62-65 |
| Cire de carnauba | 83 |
| Cire de paraffine | 50-55 |
| Cire microcristalline | 70-90 |
| Stéarine | 54-63 |
| Beurre de cacao | 34 |
Décrire les 4 phases de la courbe T(t) et leur signification physique.
Phase 1 (0 à A) : montée de T → on chauffe la cire solide.
Phase 2 (palier A à B) : T constante = fusion en cours. L'énergie sert à briser les liaisons entre molécules.
Phase 3 (B à fin) : montée de T → on chauffe la cire liquide.
(Si on poussait plus loin, on atteindrait l'ébullition avec un nouveau palier.)
Lire sur la courbe :
a) La température de fusion T_f.
b) La durée du palier (Δt).
a) T_f = 65 °C (lecture directe sur l'axe Y au niveau du palier).
b) Δt = 4 − 2 = 2 minutes (durée pendant laquelle T reste à 65 °C).
D'après le document 2, quelle cire correspond à T_f = 65 °C ?
65 °C correspond à la cire d'abeille pure (62-65 °C). C'est probablement de la cire d'abeille naturelle.
(Si T_f était plus bas, on aurait pu suspecter de la paraffine ou stéarine ; plus haut, de la carnauba ou microcristalline.)
Lila refait l'expérience avec une autre cire : pas de palier net mais une zone où la pente diminue de 50 à 70 °C. Que peut-elle conclure ?
L'absence de palier net indique que la substance est impure ou un mélange. Les cires commerciales sont souvent des mélanges de cire d'abeille + paraffine + stéarine, qui fondent progressivement entre 50 et 70 °C.
Une substance pure a un palier net à T_f exact. Plus le mélange est complexe, plus le « palier » devient une plage étalée.
a) Citer les 6 changements d'état possibles entre solide, liquide et gaz.
b) Quel changement d'état correspond au palier observé ?
a) Fusion (S→L) ; solidification (L→S) ; vaporisation (L→G) ; condensation (G→L) ; sublimation (S→G) ; déposition (G→S).
b) Le palier de cette courbe correspond à la fusion (passage solide → liquide en chauffant).
Si Lila refroidit la cire fondue, elle observerait à nouveau un palier. À quelle température ? Quel changement d'état ?
Le palier serait au même T_f = 65 °C mais cette fois en solidification (L → S). La courbe T(t) descend, fait un palier à 65 °C pendant la cristallisation, puis continue à descendre.
Au cours du palier, la cire libère son énergie de cristallisation (chaleur latente de solidification = chaleur latente de fusion).
L'échantillon pèse 50 g. La chaleur latente de fusion de la cire d'abeille est L_f = 175 kJ/kg.
Calculer l'énergie absorbée pendant le palier.
Q = m × L_f = 0,050 × 175 × 10³ = 8 750 J ≈ 8,75 kJ.
(C'est l'énergie nécessaire pour faire fondre les 50 g, sans changer la température.)
Rédiger le compte-rendu d'analyse de Lila pour son cahier d'atelier.
Identification d'une cire — Lila — 5 mai 2026
• Chauffage progressif d'un échantillon de 50 g, mesure T(t) toutes les 30 s.
• Courbe : palier net à T_f = 65 °C pendant 2 min.
• Identification : cire d'abeille pure (T_f conforme à la fourchette 62-65 °C).
• Énergie de fusion : 8,75 kJ pour 50 g (L_f = 175 kJ/kg).
• Utilisable pour patine fine et cirage de meubles précieux. Mise en stock validée.
L'eau pure bout à 100 °C au niveau de la mer. À haute altitude (Mont Blanc, 4 800 m), la pression atmosphérique est plus faible et l'eau bout vers 84 °C. Pourquoi ce phénomène ?
L'ébullition a lieu quand la pression de vapeur de l'eau égale la pression atmosphérique extérieure. Au sommet du Mont Blanc, la pression atmosphérique est ≈ 550 hPa (au lieu de 1013 hPa au niveau de la mer). La pression à laquelle l'eau bout est plus basse → l'eau bout à plus basse température.
Conséquence : en altitude, faire des pâtes prend plus de temps car l'eau bout à 84 °C (cuisson plus lente). Les autocuiseurs (cocottes-minute) augmentent au contraire la pression et permettent de faire bouillir à 120 °C → cuisson plus rapide.
📚 Cette activité s'appuie sur §2 (Changements d'état), §3 (Palier de température) et §4 (Énergie de changement d'état) de la leçon Ch12.