conversion d'énergie

[malvin]

Bonjour à tous ! Je n'arrive pas à faire l'exercice, j'ai besoin d'aide merci


L'essence est contitué par de l'octane de formule brute C8H18. Une automobile consomme un volum v=6 litre d'essence pour un trajet de 100Km.

masses volumique en Kg/L: P-octane = 0.70 et P-ethanol = 0.79
energie molaire de combustion en KJ/mol: octane = 5,2*10^3 et ethanol = 1,3*10^3

1) Retrouver l'equation de combustion complete de l'octane, puis de l'éthanol ?
2 C8 H18 + 25 O2 => 16 CO2 + 18 H2O

2)Calculer l'energie libérée par la combustion de volume V=6 d'essence par le moteur à essence etudié ?
Comment faire ?

3) Quel serait la consomation d'un moteur similaire mais alimenté par l'ethanol ?

4) Pour chaque moteur, calculer la masse de CO2 produit lors de 100Km? Conclure.

[SoS(2)]

Bonjour Malvin,

Connaissant la masse volumique vous pouvez calculer la masse de ce volume d'essence, puis, connaissant la masse molaire vous pourrez trouver la quantité de matière que ça représente. Enfin, grâce à l'énergie molaire de combustion, vous déduirez l'énergie produite.

Il faudra ensuite faire pareil pour l'éthanol.

N'hésitez pas à revenir.

[malvin]

Bonjour Sos(2),

2) Masse du volume d'essence : 0.70 / 6 = 0.116 Kg = 116 g
Masse molaire de l'octane = 8*12+18*1 = 114 g/mol

comment faire pour trouver la quantitée de matière que ça represente ? je multiplie ?

merci

[SoS(2)]

Bonjour Malvin,

Un bon physicien doit avoir l'esprit critique : pensez-vous vraiment que 6 litres d'essance ont une masse d'environ 100g ? Il y a donc une erreur. N'hésitez pas à utiliser les unités pour retrouver une formule quand vous avez un doute : ici vous avez des kg/L et des L et vous voulez des kg : vous devez donc faire une multiplication et non une division. Attention le résultat sera en kg et devra donc être converti en g.
Ensuite vous avez des g/mol (M) et des g (m) vous voulez des mol (n) : vous retrouverez donc facilement la formule liant m, n et M (sinon elle doit être dans votre cours).

N'hésitez pas à revenir.

[malvin]

Oui, je m'en suis rendu compte en postant ! Merci de m'avoir rectifier =)

2) Pour l'octane :

On fait plutot 0,70 * 6 = 4,2Kg = 4200 g
Puis on fait (4200/114) = 36,84 mol


Pour l'ethanol on fait de meme :
1) C2H6O + 3O2 => 2CO2 + 3 H2O
2) Masse molaire : 2*12+6*1+16 = 46 g/mol
masse volume d'essence: 0,79 * 6 = 4,74 Kg = 4740 g
puis la quantité de matière : 4740 / 46 = 103,04 mol

C'est ça ?
Comment faire ensuite ? merci

[SoS(2)]

Très bien.

Pour la suite vous avez des kJ/mol et des mol, comment faire des kJ ? Vous retrouverez ainsi facilement la formule de votre cours qui permet de relier énergie molaire de combustion, quantité de matière et énergie de combustion.

[malvin]

Je fais une multiplication :

octane: (5,2*10^3)*36,84 = 191568 KJ = 191,568 J
ethanol : (1,3*10*3)* 103,04 = 133952 KJ = 133,95 J

[SoS(2)]

Très bien mais il reste un petit défaut : vous avez divisé par 1000 le résultat (c'est bien) mais vous avez donc multiplié par 1000 l'unité ! Ce sont donc des MJ (mégajoules) et non des J !

N'hésitez pas à revenir

[malvin]

Bonjour de nouveau,

Merci pour ce détail dont je n'avais pas fais attention :)
Donc là, nous avons répondu au 3 premières questions; c'est bien ça ?

Pour la dernière, il me demande de calculer la masse de CO2 produit lors d'un trajet de 100 Km et conclure.
Comment faire ? je propose de calculer en premier la quantité de CO2produite pour 100Km puis ensuite de calculer la masse produite pour 100 km.
Qu'en pensez-vous ?

octane:

(16 / 2) * 36,84 = 295 mol => quantité de CO2 produite pour 100Km
puis 295 * M(CO2) = 295 * (2+2*16) = 1300 g = 13Kg

[sos(35)]

votre méthode est correcte. effectivement pour une mol d'octane consommé il y a 8 mol de CO2 formé.
par contre, il y a une erreur dans votre calcul de la masse

puis 295 * M(CO2) = 295 * (12+2*16) =12980g = 13Kg

avec cette modification, votre calcul est maintenant correct.

il ne vous reste plus qu'à faire pareil avec l'éthanol et son équation de combustion.

[malvin]

Merci beaucoup Sos(35) !
Maintenant mon résultat est correct :)

pour l'éthanol :

2*103,04 = 206,08 mol (faut t'il que je multiplie par 2 ou alors par 2*0 ? )
206 * (12 + 2 *16) = 6180 g = environ 6,2 Kg

est ce bien ça ?

[sos(35)]

2*103,04 = 206,08 mol : c'est très bien
206 * (12 + 2 *16) =9064 g = environ 9.1 Kg : attention à vos calculs

[malvin]

Effectivement ! Désolé.
J'ai un autre exercice qui me pose problème: je le post après en esperant votre aide =)

Merci encore !

[sos(35)]

je vais clôturer ce message-ci pour éviter d'avoir plusieurs exercices sur le même post. je vous invite à me poster votre exercice avec un autre intitulé.

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