Détermination expérimentale de l'énergie mise en jeu lors d'un changement d'état
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• d'un bécher de 250 mL ;
• d'un thermomètre précis au dixième de °C ;
• d'une baguette de verre ;
• de polystyrène compensé pour calorifuger le bécher ;
• d'une balance ;
• d'une éprouvette graduée de 200 mL.
• Pour faire augmenter de 1 °C un gramme d'eau, il faut fournir une chaleur de 4,18 J.
• On note Qsystème la chaleur échangée par le système au cours de l'expérience (on note ainsi Qeau, Qbécher...)
L'ensemble {bécher+glaçon+eau} est calorifugé, ce qui signifie qu'il n'échange aucune chaleur avec le milieu extérieur :
• faire fondre le glaçon à la température constante de 0 °C en lui cédant de l'énergie : Q1 = nglaçon × Qfusion ;
• « chauffer » l'eau fondue (10 g) de 0 °C à 15,3 °C en lui cédant de l'énergie : Q2 = + 10 × 15,3 × 4,18 = 640 J ;
• Qglaçon = Q1 + Q2 = nglaçon × Qfusion + Q2 d'où :
.
.Application numérique :
.L'énergie dégagée par la fusion de la glace est donc de
,
valeur proche de la valeur théorique de
;
écart relatif de 
).
d'eau 
dans un bécher et on note au feutre le niveau de
liquide. On ajoute quelques grains de pierre ponce qui
serviront à réguler
l'ébullition.• On place ensuite un thermomètre et un thermoplongeur dans l'eau et on calorifuge le bécher avec du polystyrène compensé. Ainsi on pourra supposer que toute la chaleur Q dissipée par la résistance ne sert qu'à chauffer l'eau.
• On ferme l'interrupteur. L'eau s'échauffe et commence à bouillir. Au bout de quelques minutes, l'eau ne se condense plus sur les parois du bécher. On enclenche alors un chronomètre et l'on note la tension U aux bornes du thermoplongeur
et l'intensité 
le
traversant 
.• Le thermomètre indique une température stable de
.
Lorsque le niveau d'eau dans le bécher a
sensiblement diminué, on ouvre l'interrupteur et
on arrête le chronomètre.• la durée
mesurée est 
.• On ôte le polystyrène autour du bécher et l'on attend qu'il refroidisse pour estimer la masse d'eau restante dans le bécher soit
(
d'eau mesurés à l'éprouvette
graduée).
d'eau qui s'est
vaporisée est 
. La quantité de
matière correspondante est 
.La chaleur reçue par
d'eau qui se vaporisent
est 
Cette chaleur est égale
à la chaleur cédée par effet Joule
via le thermoplongeur pendant 
, soit égale
à : 
.d'où
et
donc :
La chaleur molaire de vaporisation de l'eau est donc d'environ
.
C'est là l'énergie de cohésion de
l'eau liquide.
• en mélangeant le corps pur à température ambiante avec un autre corps ne changeant pas d'état, dans un récipient calorifugé et en attendant que le premier corps change d'état « naturellement » ;
• en introduisant une résistance chauffante produisant le changement d'état et en calculant la chaleur dissipée par l'effet Joule correspondante.
Ces méthodes nécessitent un dispositif expérimental minimisant les fuites thermiques, ce qui est difficile à mettre parfaitement en œuvre, et donc, malheureusement, les imprécisions sur la mesure des grandeurs de changement d'état sont importantes.
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