Exercice CHIMIE : Pétrole ou éolienne

[Justine]

Bonjour,

Énoncé:
On cherche à comparer les moyens de production d'une énergie E1= 3,6MJ grâce à une éolienne ou à l'utilisation de pétrole. Une éolienne est une machine permettant de convertir l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique ou électrique. En général, son rendement de conversion d'énergie (n) (état) est égal à 20%.

a. Définir le rendement de conversion d'énergie et l'exprimer littéralement.

J'ai donner une définition basique, puis j'ai donner cette expression littérale : (n)=Eutile/Ereçue=Putilie/Preçue

b. Calculer l'énergie cinétique du vent nécessaire pour produire l'énergie E1.

(n)=Eutile/Ereçue 0,2=3,6/Ereçue Ereçue=3,6/0,2=18

c. On suppose que le vent a une vitesse de 50 km.h-1 et qu'à cette vitesse, une tonne d'air transporte une énergie cinétique d'environ 100 kJ . Calculer la masse d'air nécessaire à la production de l'énergie E1.

d. Un moteur thermique est une machine permettant de convertir l'énergie chimique d'un combustible (ici du pétrole) en énergie mécanique ou électrique. En moyenne, le rendement de conversion d'énergie est égal à 20%.
Calculer la masse de pétrole nécessaire pour produire l'énergie E1 ?
Donnée : l'énergie libérée par la combustion de 1 kg de pétrole est 42 MJ.kg-1 (appelé pouvoir calorifique du pétrole).

e. Comparer les masses d'air et de pétrole nécessaire à la production d'une énergie mécanique E1= 3,6 MJ.

Cordialement

[SoS(38)]

Bonsoir Justine,

Concernant vos résultats:

a/ d'accord
b/ mettez une unité sur votre valeur
c/ Il faut que vous déterminiez le nombre de tonnes d'air à utiliser pour fournir la valeur d'énergie du b/
d/ pour cette question, utilisez la valeur d'énergie libérée par 1 kg de pétrole et en considérant les 20% de conversion.

Bon courage.

[Justine]

Bonjour, merci pour votre aide. Donc :

a. Définir le rendement de conversion d'énergie et l'exprimer littéralement.
Le rendement de conversion d’une chaîne énergétique est un nombre positif défini comme le rapport de l’énergie utile sur l’énergie reçue. (n)=Eutile/Ereçue=Putilie/Preçue

b. Calculer l'énergie cinétique du vent nécessaire pour produire l'énergie E1.
(n)=Eutile/Ereçue 0,2=3,6/Ereçue Ereçue=3,6/0,2=18 Joules

c. On suppose que le vent a une vitesse de 50 km.h-1 et qu'à cette vitesse, une tonne d'air transporte une énergie cinétique d'environ 100 kJ . Calculer la masse d'air nécessaire à la production de l'énergie E1.
Si 1 T d'air donne 100KJ soit: 0,1MJ il faudra 3,6/0,1 = 36 T
Mais comme on n'en récupère que 20% -->36/0,2 = 180 T

d. Un moteur thermique est une machine permettant de convertir l'énergie chimique d'un combustible (ici du pétrole) en énergie mécanique ou électrique. En moyenne, le rendement de conversion d'énergie est égal à 20%.
Calculer la masse de pétrole nécessaire pour produire l'énergie E1 ?
Si 1Kg de pétrole donne 42MJ, il n'en faudra que: 1* 3,6/42 = 0,08
Mais comme on n'en récupère que 20%, il en faudra:0,08/0,2= 0,43 Kg environ

e. Comparer les masses d'air et de pétrole nécessaire à la production d'une énergie mécanique E1= 3,6 MJ.
Comparaison: 180 T soit 180 000Kg/ 0,43= 418604,6
Il faut donc 418604 fois plus d'air que de pétrole pour avoir la même énergie.

Cordialement

[SoS(38)]

Bonjour

b/ le résultat est en MJ pas, en J.

c/ oui mais il est plus simple de s'appuyer sur le b/ . On doit avoir 18 MJ et chaque tonne d'air fournit 0,1 MJ donc il en faut 18/0,1 = 180 t

d/ oui

e/oui .

[Justine]

D'accord, merci pour votre aide !

J'ai un autre exercice :

Énoncé:
L'eau de Javel se prépare par action du dichlore gazeux Cl2 sur de la soude, une solution contenant des ions sodium Na+ et hydroxyde HO-

a) Écrire l'équation de la réaction de préparation de l'eau de Javel en utilisant les demis-équations rédox suivantes:
Cl2 + 2e- = 2Cl-
2CIO- + 2H20 + 2e- = Cl2 + 4HO-

Les ions sodium sont spectateurs. L'eau de Javel se prépare par électrolyse de NaCl. Les Cl- sont oxydés en Cl2 et en présence d'hydroxydes, Cl2 s'oxyde en ClO-. Mais je ne sais pas comment faire.

b) Quelle(s) espèce(s) chimique(s)contient de l'eau de javel et quelle espèce chimique de l'eau de javel possède des propriétés oxydantes?
espèce chimique contient de l'eau de javel: Na+ et Cl-
espèce chimique de l'eau de javel qui possède des propriétés oxydantes: ClO-

Cordialement

[SoS(14)]

Bonjour Justine,

Pour la question a) je ne vois pas bien le lien entre l'énoncé de votre exercice :

L'eau de Javel se prépare par action du dichlore gazeux Cl2 sur de la soude, une solution contenant des ions sodium Na+ et hydroxyde HO-

et votre réponse :

Les ions sodium sont spectateurs. L'eau de Javel se prépare par électrolyse de NaCl. Les Cl- sont oxydés en Cl2 et en présence d'hydroxydes, Cl2 s'oxyde en ClO-.

Je suis d'accord sur le caractère spectateurs des ions sodium. Pour la suite référez vous à votre énoncé et essayez d'identifier les réactifs, puis de les retrouver en tant qu'oxydant et réducteur dans les deux demi-équation redox proposées ...

Pour la b)
Je ne suis pas d'accord avec votre réponse concernant les espèces chimiques présentes (ou contenues) dans l'eau de Javel

espèce chimique contient de l'eau de javel: Na+ et Cl-

qui n'est en plus pas cohérente avec votre seconde réponse (qui est correcte).

Sos(14)

[Justine]

a)
Cl2 + 2e- = 2Cl-
couple Ox/Red : Cl2 / Cl

2CIO- + 2H20 + 2e- = Cl2 + 4HO-
couple Ox/Red : Cl / Cl2

b)
espèce chimique contient de l'eau de javel: Na+ seulement
espèce chimique de l'eau de javel qui possède des propriétés oxydantes: ClO-

Cordialement

[SoS(14)]

Justine,

Cl2 + 2e- = 2Cl-
couple Ox/Red : Cl2 / Cl

Ok c'est cohérent on retrouve bien le modèle Ox + e- = Red

Mais là

2CIO- + 2H20 + 2e- = Cl2 + 4HO-
couple Ox/Red : Cl / Cl2

Il n'y a pas qqchose qui vous "choque" ?

Ensuite la question est

Quelles espèces chimiques contient de l'eau de javel

votre réponse Na+ est partiellement correcte il en manque une ...

Sos(14)

[Justine]

a)
Cl2 + 2e- = 2Cl-
couple Ox/Red : Cl2 / Cl

2CIO- + 2H20 + 2e- = Cl2 + 4HO-
couple Ox/Red : ClO- / Cl2

b)
espèces chimiques qui contiennent de l'eau de javel: ClO-, Na+, Cl- et OH-
espèce chimique de l'eau de javel qui possède des propriétés oxydantes: ClO-

Cordialement

[SoS(38)]

Bonsoir,

question a :

Il faut maintenant que vous additionnez les deux demi-équations pour obtenir l'équation.

Mettez les demi-équations dans le bon sens sachant que Cl2 réagit sur HO- ; donnez à chacune le même nombre d'électrons avant de les additionner pour que les électrons s'éliminent de part et d'autre.

[Justine]

Bonjour,

Pour le premier couple Ox/Red : Cl2 / Cl-, c'est Cl ou Cl- ?

a)
Cl2/Cl-
Cl2 + 2e- = 2Cl-

ClO-/Cl2
2ClO- + 4H+ + 2e- = Cl2 + 2H2 O

Si on additionne : 2ClO-(aq) + 4H+(aq) +2Cl-(aq) --------> 2Cl2(g) + 2H2 O

b)
espèces chimiques qui contiennent de l'eau de javel: ClO-, Na+, Cl- et OH-
espèce chimique de l'eau de javel qui possède des propriétés oxydantes: ClO-

Est-ce correct ?
Cordialement

[SoS(40)]

Bonjour Justine

question a) Cl2 + 2e- = 2Cl- d'accord
2ClO- + 4H+ + 2e- = Cl2 + 2H2 O pourquoi cette modification? (HO- devient H+)

L'énoncé vous indique les réactifs : "L'eau de Javel se prépare par action du dichlore gazeux Cl2 sur de la soude, une solution contenant des ions sodium Na+ et hydroxyde HO-".
Il faut donc écrire chaque 1/2 équations en plaçant à gauche un des réactifs puis additionner les deux 1/2 équations.
Cordialement.

[Justine]

a)
Cl2/Cl-
Cl2 + 2e- = 2Cl-

ClO-/Cl2
2ClO- + 4HO- + 2e- = Cl2 + 2H2 O

Si on additionne : 2ClO-(aq) + 4HO-(aq) +2Cl-(aq) --------> 2Cl2(g) + 2H2 O

Cordialement

[SoS(19)]

a)

ClO-/Cl2
2ClO- + 4HO- + 2e- = Cl2 + 2H2 O

Bonjour, cette demi-équation n'est pas équilibrée. Regardez le nombre d'éléments et de charge de part et d'autre de l'égalité.

[Justine]

Bonjour,

a)
ClO-/Cl2
2ClO- + 4HO- + 2e- = 2Cl2 + 4H2 O-

Est-ce cela ?
Cordialement