enthalpie, plasma et énergie, j ai peur de me gourer qqpart !
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enthalpie, plasma et énergie, j ai peur de me gourer qqpart !
Posté le 13-07-05 à 21:01
Posté par yahi (invité)
bon voila je m'intéroge sur l'utilisation d'un plasma pour remplacer une électrolise normal. J'ai fait des recherches et trouvé des points de départ pour une réflexion sur l'énergie produite. Je m'intéroge sur la validité de mes calculs donc si une petite vérificatoin pouvait être faite ca me rassurerai. merci !
Calculs pour une thermolyse par plasma :
Hypothèses de départ :
Caractéristiques de l'eau :
1 mole H2O - -> 1 mole H2 + ½O2
18 gr 2 gr 16 gr
0.018L 24L 12L
Inertie :
1 °C pour 1 gr d'H2O = 1 k = 1 cal = 4.187 J
Enthalpie :
O=O => 438 KJ
H-H => 436 KJ
H-O => 461 KJ
Sens 1 :
- 655 KJ +922 KJ + 267 KJ
H2 + ½ O2 - -> HHO - -> H2O
Activation réaction
- grand + grand => auto entretenu +267 KJ en excès :
exothermique
Sens 2 :
+ 922 KJ - 655 KJ - 267 KJ
H2O - -> HHO - -> H2 + ½ O2
Activation réaction
+ grand - grand => nécessite 267 KJ pour entretenir la réaction :
endothermique
La dissociation de la vapeur en hydrogène et en oxygène commence a partir d'une température de 2300 k. La grande masse de la vapeur se dissocie a une température de 4000 k. Au delà commence le processus d'ionisation qui provoque l'absorption d'une grande quantité de chaleur.
Caractéristiques de l'hydrogène :
A température ambiante et pression atmosphérique :
46 Lgaz H2 = 1 L essence
H2 = 0.04 Kg/L de gaz = 0.4 Kwh/L
1Kg H2 = 12 000 L
Valeur énergétique : 130GJ/Tonne (2.8 fois plus que l'essence)
Caractéristiques de l'essence :
A température ambiante et pression atmosphérique :
1 L essence = 46 Lgaz H2
Valeur énergétique : 46.4 GJ/Tonne = 11 a 12000 Kcal/kg/h
Caractéristiques des plasmas chauds :
A température ambiante et pression atmosphérique :
Valeurs données de constructeurs pour une torche a plasma :
En gaz inerte (plusieurs résultats, qqs un pris parmi tant d'autre) :
114 V => 200 A => 13 900 k => 1200 m/s
100 V => 400 A => 16 000 k => 1800 m/s
100 V => 600 A => 16 500 k => 2100 m/s
Aqueux ( un seul résultat )
70 V => 600 A => 8 500 k
Valeur énergétique : 10^6 à 10^7 J/M3 soit 1 à 10 KJ/L (issu d'une thèse sur les torches de découpe plasma)
Caractéristiques physico-chimique :
1Kwh = 3.6 MJ
1W = 1 J/s
Données calculées :
Pour 1 mole d'H2O = 267 KJ a fournir => 26.7 a 267 L de plasma en énergie pour 1 mole H2 (24 L, 2 gr)
soit pour 1 gr H2 (12L) : 13.35 a 133.5 L de plasma
Rapport : 13.35/12 = 1.11 (R1) à 133.5/1.32 = 11,1 (R2)
Si la température est de 14 000 k alors pour 1 gr H2O a 20 °C, il faut :
58618 J => 58.6 KJ => 0.219 mole => 0.438 gr H2 => 5.15 Lgaz (H2) => 7.72 Lgaz (H2 + ½O2)
Or pour 58.6 KJ en plasma => 5.8 a 58 Lgaz ionisé
Rapport : 5.8/5.15 = 1.12 (R3) à 58/5.15 = 11.2 (R4)
La dilatation est donc importante. Vérification avec constante des gaz parfais : PV = nRT
N = 6,08 × 10^23 ; n = 1 mole ; P= 1,013*10^5 Pa; Vm=22,4 L= 22,4*10^-3 m^3 ; T=273 + 20 =293 K ; R=8,31 J.mol^-1 .K^-1
V en L= 1*8.31*T/1.013.10^2
A T°ambiant 293 k => 24 L => R= 1
A 5 000 k => 423 L => R= 19
A 10 000 k => 842 L => R= 37.6
A 12 000 k => 1006 L => R= 45
A 15 000 k => 1252 L => R= 55
On peut donc en déduire une température des gaz :
R1 = 1.11=> T = R1*V*P/n = 324 k
R2 = 11.1 => T = 3247 k
R3 = 1.12 => T = 327 k
R4 = 11.2 => T = 3276 k
Moyenne R = 6.13 => T = 1793 k
On ne retrouve donc pas la température de 14 000 k initialement. La réaction est donc très endothermique.
Si en moyenne, 6.13 L de plasma traite 1 L d'H2, on a donc 8.16 L de plasma pour traiter 1 gr d'eau (0.11 gr d'H2) ; si on prend une torche a plasma comme vu précédemment, on a une vitesse de 1 200 m/s soit une durée :
pour un plasma de diamètre = 1cm => colonne de 10,38 m en 0.0086 sec (V1)
pour un plasma de diamètre = 0.1 cm => colonne de 1038,9 m en 0.86 sec (V2)
Pour un gros moteur essence de 160 L/h, Thèse 1 (T1) par la valeur énergétique :
160L/h => 1 344 000 Kcal
0.044 L/s => 59 136 Kcal => 247 602 KJ
Conversion par H2 (/2.8) :
0.015 L H2 liquide /s => (0.015*255)= 3.82 L H2 gazeux /s => (3.82/1.32)= 2.89 gr d'H2O traité
Pour un gros moteur essence de 160 L/h, Thèse 2 (T2) par la conversion de carburant :
160 L/h à 7 360 L de H2 gazeux /h
=> 2.04 L/s
=> 0.085 mol
=> 1.53 gr de H2O/s = 5.5 L d'H2O/h
Conclusion calculs du temps en plasma :
Pour :
1gr ; 1.53gr (T2) à 2.89gr (T1) H2O
0.0086 ; 0.013 ; 0.025 seconde (avec V1 < 1 sec)
à
0.86 ; 1.31 ; 2.48 seconde (avec V2 > 1sec)
moyenne = 0.957 sec
résultat théorique selon variation de l'intensité et de la vitesse du plasma.
Il faut donc une phase de réglage de la plasmalyse (thermolyse par plasma) de façon à obtenir le bon débit souhaité pour un moteur de 160 L/h. Pas de contrainte particulière empêchant la réalisation selon les hypothèses admises au départ.
Également selon T2 :
1.53 gr H2 => 20.145 KJ = 0.0059 Kwh en 0.013 sec au plus vite d'une torche plasma de base donne 1633 Kwh/h !
Soit un rendement maximum de 71 (7 100 %) si le poste a souder a l'arc a une puissance de 22.8 Kwh/h (114 V, 200A ), il peut servir à alimenter un groupe électrogène de 1600 kvA (160 L d'essence/heure) !
ca parait vraissemblable.
Comme il ne faut pas forcément bcp de puissance pour creer un plasma (juste une forte différence de potentiel), c'est sur que c'est la valeur énergétique du plasma qui fournit l'énergie suplémentaire.
maintenant si qqun peut quand meme jeter un oeil sur les calculs pour vérifier (en condition standart)! Y doit bien y avoir des ingénieurs ou des étudiants ou meme des lycèens qui ont un niveau de math physique chimie à ce niveau de difficulté.. l'enthalpie c'est po au programme des Term S ? ..
J'ai jamais été très doué donc, juste comme ça. une ptite vérif siouplait !
yahi
bon voila je m'intéroge sur l'utilisation d'un plasma pour remplacer une électrolise normal. J'ai fait des recherches et trouvé des points de départ pour une réflexion sur l'énergie produite. Je m'intéroge sur la validité de mes calculs donc si une petite vérificatoin pouvait être faite ca me rassurerai. merci !
Calculs pour une thermolyse par plasma :
Hypothèses de départ :
Caractéristiques de l'eau :
1 mole H2O - -> 1 mole H2 + ½O2
18 gr 2 gr 16 gr
0.018L 24L 12L
Inertie :
1 °C pour 1 gr d'H2O = 1 k = 1 cal = 4.187 J
Enthalpie :
O=O => 438 KJ
H-H => 436 KJ
H-O => 461 KJ
Sens 1 :
- 655 KJ +922 KJ + 267 KJ
H2 + ½ O2 - -> HHO - -> H2O
Activation réaction
- grand + grand => auto entretenu +267 KJ en excès :
exothermique
Sens 2 :
+ 922 KJ - 655 KJ - 267 KJ
H2O - -> HHO - -> H2 + ½ O2
Activation réaction
+ grand - grand => nécessite 267 KJ pour entretenir la réaction :
endothermique
La dissociation de la vapeur en hydrogène et en oxygène commence a partir d'une température de 2300 k. La grande masse de la vapeur se dissocie a une température de 4000 k. Au delà commence le processus d'ionisation qui provoque l'absorption d'une grande quantité de chaleur.
Caractéristiques de l'hydrogène :
A température ambiante et pression atmosphérique :
46 Lgaz H2 = 1 L essence
H2 = 0.04 Kg/L de gaz = 0.4 Kwh/L
1Kg H2 = 12 000 L
Valeur énergétique : 130GJ/Tonne (2.8 fois plus que l'essence)
Caractéristiques de l'essence :
A température ambiante et pression atmosphérique :
1 L essence = 46 Lgaz H2
Valeur énergétique : 46.4 GJ/Tonne = 11 a 12000 Kcal/kg/h
Caractéristiques des plasmas chauds :
A température ambiante et pression atmosphérique :
Valeurs données de constructeurs pour une torche a plasma :
En gaz inerte (plusieurs résultats, qqs un pris parmi tant d'autre) :
114 V => 200 A => 13 900 k => 1200 m/s
100 V => 400 A => 16 000 k => 1800 m/s
100 V => 600 A => 16 500 k => 2100 m/s
Aqueux ( un seul résultat )
70 V => 600 A => 8 500 k
Valeur énergétique : 10^6 à 10^7 J/M3 soit 1 à 10 KJ/L (issu d'une thèse sur les torches de découpe plasma)
Caractéristiques physico-chimique :
1Kwh = 3.6 MJ
1W = 1 J/s
Données calculées :
Pour 1 mole d'H2O = 267 KJ a fournir => 26.7 a 267 L de plasma en énergie pour 1 mole H2 (24 L, 2 gr)
soit pour 1 gr H2 (12L) : 13.35 a 133.5 L de plasma
Rapport : 13.35/12 = 1.11 (R1) à 133.5/1.32 = 11,1 (R2)
Si la température est de 14 000 k alors pour 1 gr H2O a 20 °C, il faut :
58618 J => 58.6 KJ => 0.219 mole => 0.438 gr H2 => 5.15 Lgaz (H2) => 7.72 Lgaz (H2 + ½O2)
Or pour 58.6 KJ en plasma => 5.8 a 58 Lgaz ionisé
Rapport : 5.8/5.15 = 1.12 (R3) à 58/5.15 = 11.2 (R4)
La dilatation est donc importante. Vérification avec constante des gaz parfais : PV = nRT
N = 6,08 × 10^23 ; n = 1 mole ; P= 1,013*10^5 Pa; Vm=22,4 L= 22,4*10^-3 m^3 ; T=273 + 20 =293 K ; R=8,31 J.mol^-1 .K^-1
V en L= 1*8.31*T/1.013.10^2
A T°ambiant 293 k => 24 L => R= 1
A 5 000 k => 423 L => R= 19
A 10 000 k => 842 L => R= 37.6
A 12 000 k => 1006 L => R= 45
A 15 000 k => 1252 L => R= 55
On peut donc en déduire une température des gaz :
R1 = 1.11=> T = R1*V*P/n = 324 k
R2 = 11.1 => T = 3247 k
R3 = 1.12 => T = 327 k
R4 = 11.2 => T = 3276 k
Moyenne R = 6.13 => T = 1793 k
On ne retrouve donc pas la température de 14 000 k initialement. La réaction est donc très endothermique.
Si en moyenne, 6.13 L de plasma traite 1 L d'H2, on a donc 8.16 L de plasma pour traiter 1 gr d'eau (0.11 gr d'H2) ; si on prend une torche a plasma comme vu précédemment, on a une vitesse de 1 200 m/s soit une durée :
pour un plasma de diamètre = 1cm => colonne de 10,38 m en 0.0086 sec (V1)
pour un plasma de diamètre = 0.1 cm => colonne de 1038,9 m en 0.86 sec (V2)
Pour un gros moteur essence de 160 L/h, Thèse 1 (T1) par la valeur énergétique :
160L/h => 1 344 000 Kcal
0.044 L/s => 59 136 Kcal => 247 602 KJ
Conversion par H2 (/2.8) :
0.015 L H2 liquide /s => (0.015*255)= 3.82 L H2 gazeux /s => (3.82/1.32)= 2.89 gr d'H2O traité
Pour un gros moteur essence de 160 L/h, Thèse 2 (T2) par la conversion de carburant :
160 L/h à 7 360 L de H2 gazeux /h
=> 2.04 L/s
=> 0.085 mol
=> 1.53 gr de H2O/s = 5.5 L d'H2O/h
Conclusion calculs du temps en plasma :
Pour :
1gr ; 1.53gr (T2) à 2.89gr (T1) H2O
0.0086 ; 0.013 ; 0.025 seconde (avec V1 < 1 sec)
à
0.86 ; 1.31 ; 2.48 seconde (avec V2 > 1sec)
moyenne = 0.957 sec
résultat théorique selon variation de l'intensité et de la vitesse du plasma.
Il faut donc une phase de réglage de la plasmalyse (thermolyse par plasma) de façon à obtenir le bon débit souhaité pour un moteur de 160 L/h. Pas de contrainte particulière empêchant la réalisation selon les hypothèses admises au départ.
Également selon T2 :
1.53 gr H2 => 20.145 KJ = 0.0059 Kwh en 0.013 sec au plus vite d'une torche plasma de base donne 1633 Kwh/h !
Soit un rendement maximum de 71 (7 100 %) si le poste a souder a l'arc a une puissance de 22.8 Kwh/h (114 V, 200A ), il peut servir à alimenter un groupe électrogène de 1600 kvA (160 L d'essence/heure) !
ca parait vraissemblable.
Comme il ne faut pas forcément bcp de puissance pour creer un plasma (juste une forte différence de potentiel), c'est sur que c'est la valeur énergétique du plasma qui fournit l'énergie suplémentaire.
maintenant si qqun peut quand meme jeter un oeil sur les calculs pour vérifier (en condition standart)! Y doit bien y avoir des ingénieurs ou des étudiants ou meme des lycèens qui ont un niveau de math physique chimie à ce niveau de difficulté.. l'enthalpie c'est po au programme des Term S ? ..
J'ai jamais été très doué donc, juste comme ça. une ptite vérif siouplait !
yahi
quelle nrj! Posté le 14-07-05 à 09:36
Posté le 14-07-05 à 09:36Posté par aicko (invité)
il y en a qui ont de l'nrj sur ce site un talent de romancier caché?
il y en a qui ont de l'nrj sur ce site un talent de romancier caché?
hein ? Posté le 14-07-05 à 19:56
Posté le 14-07-05 à 19:56Posté par yahi (invité)
"aicko
un talent de romancier caché?
"
si tu trouves que c'est un roman, c'est que t'as de drole de lecture !!
c'est pas du fantastique, ni du rêve et encore moins de la SF! c'est pas une thèse non plus !
j'attends juste qu'on y trouve des erreurs, et si y en a pas, c'est cool, sinon je corrige !
après j'ai d'autres parties mais sans physique, donc je suis sur de pas me planter.
merci de m'aider !
yahi
"aicko
un talent de romancier caché?
"
si tu trouves que c'est un roman, c'est que t'as de drole de lecture !!
c'est pas du fantastique, ni du rêve et encore moins de la SF! c'est pas une thèse non plus !
j'attends juste qu'on y trouve des erreurs, et si y en a pas, c'est cool, sinon je corrige !
après j'ai d'autres parties mais sans physique, donc je suis sur de pas me planter.
merci de m'aider !
yahi
pas grand monde ! Posté le 26-07-05 à 19:42
Posté le 26-07-05 à 19:42Posté par yahi (invité)
faut croire qu'il n'y a pas grand monde pour vérifier qqs ptits calculs !
c'est que tout doit être bon maintenant alors !
yahi
faut croire qu'il n'y a pas grand monde pour vérifier qqs ptits calculs !
c'est que tout doit être bon maintenant alors !
yahi
re : enthalpie, plasma et énergie, j ai peur de me gourer qqpart Posté le 26-07-05 à 19:48
Posté le 26-07-05 à 19:48Posté par philoux (invité)
>yahi
Bon nombre de physiciens/chimistes de l'île sont en congés.
Fais des Up en août/septembre...
Philoux
>yahi
Bon nombre de physiciens/chimistes de l'île sont en congés.
Fais des Up en août/septembre...
Philoux
retour de vacances Posté le 12-09-05 à 19:48
Posté le 12-09-05 à 19:48Posté par yahi (invité)
j'espère que qqun va pouvoir m'apporter une aide en ces moment de reprise du travail !!
yahi
j'espère que qqun va pouvoir m'apporter une aide en ces moment de reprise du travail !!
yahi
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