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Eau et énergie

Posté par
AlessMz
16-02-15 à 22:25

Bonsoir à toutes et à tous ! Tout d'abord désolé pour l'heure de post de ce topic.

Voilà je vous explique : Je suis devant un exercice de physique sur l'eau. Même si le sujet est long je vais recopier les parties importantes pour la résolution du problème.

Dans le cadre du défi "Zéro CO2", il a été construit un voilier destiné à faire le tour de la méditerranée et équipé d'un moteur auxiliaire alimenté par une pile à combustible à hydrogène.[...]Lorsque le réservoir de dihydrogène est plein, la masse du dihydrogène disponible dans la pile est 3.00kg. Cette pile est un empilement de 170 cellules élémentaires identiques en série. Dans certaines conditions d'utilisation, on peut considérer que le courant circulant dans une cellule de la pile est constant d'intensité I= 120A. Cette pile arrête de fonctionner lorsque chaque cellule est vide. Par construction, la durée d'autonomie de la pile est égale à la durée de fonctionnement t d'une cellule élémentaire.

Doc 1 :
- La réaction modélisant le fonctionnement d'une pile à combustible est donc :
2H2(g)+ O2(g) 2H2O(l)
-Cette équation a été obtenue à partit des demi-équations électroniques se produisant sur chaque électrode:
H2(g)+ 2HO-(aq) 2H2O(l)+ 2e- et O2(g)+ 4H+(aq)+4e-2H2O(l)

Doc 2 :
On donne quelque renseignement correspondant à la quantité d'électricité fournie = charge électrique notée Q lorsque la pile fonctionne.
- Charge électrique correspondant à l'échange d'une mole d'électrons aux électrodes se nomme le Faraday, il vaut : F= 96 500C.mol-1
- Masse molaire atomique de l'hydrogène: M(H)=1.0g.mol-1
- Charge électrique correspondant à l'échange d'une mole d'électrons aux électrodes: Qe-= ne- * F
-Autre expression de la charge électrique : Q= I*t où I représente l'intensité circulant dans la pile en ampère A

Problème à résoudre en utilisant les documents :
1) Déterminer la durée d'autonomie de la pile.
2) Pourquoi la pile n'équipe-t-elle que le moteur auxiliaire du voilier ?

Voilà pour le sujet !

Mon problème est que j'ai fait des relations entre les formules sans trouver Q. De plus je ne comprend pas l'intervention des réactions du Doc 1, ni celle de la masse molaire de l'hydrogène et enfin je ne parviens pas à trouver Qe- !

Une fois les relations établies je trouve :
t = Q/I donc t= Q/120
Qe-= ne-* 96 500


Merci à l'avance de votre aide

Posté par
quarkplus
re : Eau et énergie 17-02-15 à 10:23

bonjour,

Nombre de moles H2  :
Nombre de moles d'électrons  :
Quantité Q totale  :
Quantité Q par cellule :
Comme I = 120A , t = ...  



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