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Bilan carbone dans la cuisine...

Posté par
Yann93230
07-04-20 à 10:37

Bonjour à toutes et tous,
J'espère que tout va bien durant cette période de confinement !
Heureusement qu'on a de la physique chimie à faire 😀!

J'ai une activité documentaire à faire dont voici l'énoncé :

« On donne les caractéristiques techniques d'une gazinière alimentée en gaz propane ou butane (voir ci-dessous). Pour obtenir la cuisson de 100 g de riz, on utilise le brûleur auxiliaire de type G30 alimenté en propane pendant une durée de 20 min ».

J'ai deux tableaux : voir pièces jointes

Question 1: déterminer le nombre de moles de propane qui ont réagi lors de cette cuisson?

J'utilise la formule : n=m/M
(n = êta)

Donc n= 100/44 ,1 soit 2,27 moles

Question 2: remplir le tableau :

Formule : C3H8 + 5O2 donne 3CO2 + 4H2O

Jusque là, tout est ok?
Merci d'avance
Bonne journée !

Bilan carbone dans la cuisine...

Bilan carbone dans la cuisine...

Bilan carbone dans la cuisine...

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 07-04-20 à 11:06

Bonjour,

Apparemment ( tu n'expliques rien ! ) pour obtenir le nombre de moles de propane utilisé tu divises la masse du riz par ce qui semble être la masse molaire du dioxyde de carbone.

Jolie salade !
C'est ce qui se produit quand on utilise une " formule " sans rien connaître de sa signification.

Pour avoir de l'aide merci de publier l'énoncé dans son intégralité.

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 07-04-20 à 11:38

Merci pour cette réponse.
En confinement nous n'avons pas encore le cours en entier. Ce que nous avons c'est une explication du triangle de feu et mon bouquin.
J'ai écrit l'énoncé en entier mais pas toutes les questions afin de comprendre au fur et à mesure.
Je suis donc parti du mauvais pied. Pouvez-vous m'aider? Merci

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 07-04-20 à 12:16

Désolé mais je ne sais pas répondre à la question 1 si l'énoncé ne fournit pas d'autres données.
Parfois certaines données figurent tout en bas de l'énoncé ....

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 07-04-20 à 12:18

Ok je vais tout vous noter. J'aimerais juste bien comprendre le déroulement de cette activité
Par avance merci
Yann

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 07-04-20 à 14:14

Donc on a l'énoncé  de départ. Puis le tableau technique du brûleur.
Après il y a la question 1: déterminer le nombre de moles de propane qui ont réagi lors de la cuisson.
Puis la question 2: remplir le tableau d'avancement suivant :

(Tableau)

Puis la question 3: en déduire les masses de dioxyde de carbone (CO 2) et d'eau (H2O) produites lors de la cuisson.
Question 4: combien  de kilomètres pouvez-vous parcourir avec une voiture dont l'émission de CO2 est de 140g/km pour une quantité de dioxyde de carbone équivalente  à la cuisson de votre riz?
Question 5: Dans le cas de l'utilisation d'une plaque à induction, quelle serait la quantité de CO2 produite?

Données ( et je pense que j'aurais dû les mettre dès le départ...):

M(C3H8)=44g/mol
M(CO2)= 44g/mol
M(H2O): 18g/mol

Voilà tout l'énoncé.
Mais sans cours c'est compliqué...
Par avance merci !

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 07-04-20 à 15:36

OK

Je crois comprendre que le brûleur Auxiliaire G30 consomme 73g/h de propane (Voir tableau)
Utilisé pendant 20 min ce brûleur a consommé 73 * 20 / 60 = 24,3 g de propane.
Pour répondre à la question 1, il te faut calculer la quantité de matière (nombre de moles) de ce gaz correspondant à 24,3g.
Je te laisse faire.

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 07-04-20 à 15:44

Ok, merci . Je fais un devoir en ETT et je me remets sur l'exercice.
Yann

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 08-04-20 à 11:58

Bonjour Odbugt1,
Me voilà de retour après un cours en visio hier + devoir d'ETT. Merci pour tes explications. Voici ma réponse :

Q1/ Pour déterminer le nombre de moles de propane qui ont réagi lors de la cuisson : je regarde dans le tableau des caractéristiques du brûleur et je constate que celui de l'énoncé est « l'auxiliaire; son type est le G30 et il consomme donc 73g/h.
On utilise ce brûleur pendant 20 mn.
Donc ce brûleur a utilisé :

73x20/60 soit 24,3 g de propane.

J'applique à présent la formule : n (êta) = 24,3/44
Soit 0,55 moles de propane.

Je dois à présent remplir le tableau que je vais faire sur feuille et vous scanner.

Merci beaucoup pour votre aide. Comprendre devient alors plus simple.
Yann

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 08-04-20 à 13:49

OK

Juste une remarque :
Le symbole de la minute (unité de temps) n'est pas "mn" mais "min"

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 08-04-20 à 15:11

Merci
J'ai presque fini mon tableau d'avancement sauf que la dernière ligne « application numérique » je ne sais pas ce qu'attend le professeur.
Yann

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 08-04-20 à 16:10

Si tu as commencé à remplir ton tableau, tu dois pouvoir obtenir la valeur de xmax
La dernière ligne est alors une application numérique de la ligne précédente.

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 08-04-20 à 17:02

Rebonjour!

J'ai commencé à remplir le tableau mais je dois avouer que je ne comprends pas grand chose...
Je vous mets ce que j'ai trouvé mais je pense que ce n'est pas ça. Il faut que je relise le cours. Ce que je ne comprends pas dans le tableau du professeur c'est la colonne de n dioxygène  où il y a marqué partout « grand »...

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 08-04-20 à 17:09

Voici le tableau...

Bilan carbone dans la cuisine...

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 08-04-20 à 17:13

OK
Quelle est la valeur de xmax ?

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 08-04-20 à 17:15

Bin... selon mon tableau...zéro ! Mais en fait je n'en comprends pas l'utilité donc je pense que c'est faux...
Yann

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 08-04-20 à 18:03

La colonne du propane est à revoir.

Tu écris qu'à l'état initial (x=0 donc avancement nul) la quantité de matière de C3H8 est nulle et pourtant tu as calculé toi même (08-04-20 à 11:58) qu'elle était égale à 0,55 mol !

En dessous lorsque la réaction a avancé (avancement égal à x) la quantité de matière de C3H8 a diminué de x moles, il en reste donc à ce moment (0,55-x) comme tu l'as écrit mais x n'est plus égal à 0 (comme tu l'as écrit aussi.

Encore en dessous la réaction est terminée. L'avancement a atteint sa valeur maximale xmax.
Si cette réaction s'est terminée c'est parce que la totalité du propane (les 0,55 mol de départ) ont été consommées et il n'en reste plus.
C'est pour cette raison qu'à la dernière ligne (colonne du propane) est inscrite la valeur égale à 0
Je repose donc ma question : Quelle est la valeur de xmax (avancement maximal) ?

Remarque : Le tableau comporte 6 lignes
Je trouve très regrettable que le titre de la ligne 5 soit le même que celui de la ligne 4.
La ligne 4 concerne la réaction en train de se produire (donc en cours) alors que la ligne 5 concerne la réaction une fois terminée. En général cette ligne est appellée "Etat final"

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 09-04-20 à 10:24

Bonjour Odbugt1,
J'ai beaucoup de mal avec ce chapitre. J'ai refait mon tableau mais je reste dubitatif...☹️.
Je ne sais pas pourquoi notre prof nous a fait un tel tableau car la colonne x et celle xmax + la notion « grand », ça m'embrouille...

En tout cas, merci pour votre patience.

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 09-04-20 à 10:57

Avant que la réaction ne débute (état initial donc x=0) on dispose de :
0,55 moles de propane
et
un GRAND nombre de moles de dioxygène puisque celui ci est prélevé dans l'air ambiant.
          ------------------------------------------------------------------------
En cours de réaction, l'avancement augmente (il passe de 0 à x) la quantité de propane diminue, elle devient égale à (0,55 - x)
La quantité de dioxygène diminue aussi, mais elle reste GRANDE même si elle est un peu moins grande qu'à l'état initial
          ------------------------------------------------------------------------
En fin de réaction (état final donc x=xmax) la quantité de propane qui est maintenant égale à (0,55 - xmax)  est aussi égale à 0 puisque à ce stade tout le propane a été brûlé.
En ce qui concerne le dioxygène il en reste, bien sûr, une GRANDE quantité.
          ------------------------------------------------------------------------
A l'aide de ces explications tu devrais pouvoir :
a) Remplir correctement ton tableau
b) Calculer la valeur de xmax ( Ne cherche pas trop loin c'est tout simple)

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 09-04-20 à 11:15

Quelle patience avec moi! 😀
J'ai essayé de mettre mon tableau en pièce jointe mais ça ne marche pas donc voici ma colonne npropane

État initial =0,55
État en cours de transformation = 0,55-x
État final= 0,55-xmax=0

Si là c'est faux, je crois qu'il faut que je change de filière 😂
Ceci étant, ce confinement complique notre avancement dans le programme...
merci beaucoup Odbugt1!
Je continue...

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 09-04-20 à 13:40

C'est bon !
Puisque 0,55 - xmax = 0 .....
Quelle est la valeur de xmax ? ( Ne pas oublier l'unité )

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 09-04-20 à 14:04


0,55-Xmax=0 soit Xmax=0,55 mol!

😀

...quand je pense qu'il me reste 3 questions...
Je ne serai jamais chimiste je crois 😉

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 09-04-20 à 15:54

Oui, xmax = 0,55 mol

Retourne à ton tableau et finis de le remplir ( ligne application numérique )
N'oublie pas les unités.

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 09-04-20 à 16:11

Oui je vais faire la dernière ligne mais là je dois faire du codage pour mon projet en Sti2d donc je vous laisse tranquille... un peu... merci beaucoup

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 11-04-20 à 11:06

Bonjour Odbugt1,

J'ai bien avancé dans mon projet Sin mais le codage prends un temps fou! Toute la journée d'hier! En plus je ne sais même pas si l'épreuve sera maintenue mais bon...

Pour en revenir à l'exercice:

Q3: en déduire les masses de dioxyde de carbone (CO 2) et d'eau (H2O) produites lors de la cuisson.
Il faut que je calcule la masse des produits de la réaction soit:
Pour le CO 2 je fais: 44x3/24,3= 5,43g de CO2
Pour le H2O je fais: 18x4/24,3=2,96g

À chaque fois que j'envoie une réponse, je me dis que je n'ai pas assez réfléchi.....
Merci d'avance pour votre aide.

Yann

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 11-04-20 à 12:13

Non.
On ne t'a pas fait remplir un tableau d'avancement pour le "plaisir" mais pour pouvoir répondre à la question 3

Or, tu n'as toujours pas fini de remplir ce tableau  et plus particulièrement la dernière ligne concernant l'application numérique.
Cette dernière ligne concerne pour l'état final les deux réactifs C3H8 , O2 et les deux produits CO2 et H2O

Pour le réactif C3H8 l'application numérique donne pour résultat numérique 0
Pour O2 : L'application numérique n'est pas possible : On écrit "grand" dans la case adéquate.
Pour les produits CO2 et H2O les applications numériques sont devenues évidentes depuis qu'on connait la valeur numérique de xmax

Une fois ce travail terminé, on récupère dans ce tableau les quantités de matière de CO2 et H2O formées pour répondre à la question 3

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 11-04-20 à 12:34

La ligne « application numérique » donnerait donc:

0      Grand     3x0,55     4x0,55
                             1,65 g       2,2 g

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 11-04-20 à 16:34

On y est presque ....

xmax = 0,55 mol
n(CO2) = 3 * 0,55 = 1,65 mol et non 0,65g !
n(H2O)= = 4 * 0,55 = 2,2 mol ...................

Le tableau est rempli !
Tu as maintenant tout ce qui faut pour répondre à la question 3

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 11-04-20 à 21:53

Bonsoir Odbugt1,

Je finis par être admiratif de votre patience!

Je dois donc calculer une masse. Je sais que si n=m/M alors m= n x M....

Je dis pas trop de bêtises là ?
Yann

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 11-04-20 à 23:44

A première vue, tu es sur la bonne voie ....

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 12-04-20 à 01:22

Ahhhh😀😀😀

Bon alors je dirais :
1,65 x 44=72,6g pour le CO2
2,2 x 18= 36,6 g pour le H2O

...

Yann

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 12-04-20 à 09:05

C'est bon ....
Avec 2 petits bémols,

a) 2,2 * 18 = 39,6g et pas 36,6g

b) Il est normal d'arrondir les valeurs numériques des résultats demandés.
En revanche, il est impératif quand on utilise un résultat numérique pour en obtenir un autre d'utiliser le résultat non arrondi.
En effet, l'utilisation en chaîne de résultats arrondis (et parfois mal arrondis) finit par engendrer des différences non négligeables.
En menant tous les calculs de cet exercice de manière correcte on trouve :
m(CO2) = 73,0g et pas 72,6g                     m(H2O) = 39,8g et non 39,6g

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 12-04-20 à 13:52

Merci beaucoup Odbugt1. J'espère que les élèves qui liront ce post auront compris, au-delà des résultats, votre implication.  Je vais continuer les Q4 (qui me fait déjà mal à la tête 😂) et Q5.
À plus tard.
Yann

Posté par
gbm Webmaster
re : Bilan carbone dans la cuisine... 12-04-20 à 14:32

Bonjour à vous deux,

C'est effectivement une qualité d'odbugt1, maintes fois constatée .

En même temps, c'est lié en quelque sorte à la fibre pédagogique qui nous anime tous. A ce propos, Yann, tu as une fiche sur le site qui fait la synthèse des notions abordées sur cet exercice (clique sur la maison) : [lien]

Je vous laisse poursuivre, excellent WE de Pâques à vous deux,

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 12-04-20 à 14:57

C'était bien avec vous aussi Gbm!
Bon je ne suis pas fort en physique chimie mais du coup avec ces échanges, on a juste envie de ....progresser ! 😁
Merci à vous deux
Bon week end également même si le mien est prolongé depuis 3 semaines... je retourne à mon exo en fin de soirée... là c'est l'heure du codage pour mon projet !
Merci encore.

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 14-04-20 à 21:20

Bonsoir Odbugt1,

Non, je n'ai pas abandonné l'exo mais j'ai fait beaucoup de codage.
Je tourne toujours les questions dans tous les sens jusqu'au moment où je n'en comprends même plus le sens. Donc, au risque de dire une grosse bêtise voici ma réponse :

Q4/ Combien de kilomètres pouvez-vous parcourir avec une voiture dont l'émission de Co2 est de 140g/km pour une quantité de dioxyde de carbone équivalent à la cuisson de votre riz soit 20min?

140/1,65x20/60 soit 21,6666667 donc environ 22 kilomètres en 20min. 🤔

Par avance merci
Bonne soirée
Yann

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 00:12

Non

Il s'agit de comparer la masse de CO2 rejetée pour la cuisson du riz avec la masse de CO2 rejetée par la voiture pour parcourir 1km

La première de ces deux masses a été calculée à la question 3
La deuxième est donnée par l'énoncé de la question 4

Le calcul, très simple se mène à partir d'un  "vulgaire" produit en croix

Remarque importante
:
Le symbole chimique du dioxyde carbone n'est pas Co2, mais CO2
Le symbone Co existe, mais il correspond au cobalt

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 16:00

Bonjour Odbugt1,

Merci pour votre aide :

Je fais donc 73 x 100/140= 52,1 kilomètres

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 17:18

Ben ... non :

La cuisson du riz rejette 73g de CO2

1 km parcouru en voiture rejette 140 g de CO2
Quelle distance doit parcourir la voiture pour rejeter 73g de CO2 ?

Comme déjà indiqué c'est un simple produit en croix ( correctement posé ) qui t'amènera au résultat correct.

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 17:21

Ça me rend fou!
😀

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 17:30

Il n'y a pas de quoi sombrer dans la folie :

     1km   --------------   140 g
      x km ---------------     73 g

C'est du niveau collège !

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 17:38

Si Odbugt1, ça me fait dire que d'une part je ne sais pas interpréter un énoncé et ça c'est pas bon... et d'autre part que j'ai oublié les notions de base parce que j'imagine que je dois faire des calculs compliqués alors que parfois c'est simple...

73x1/140= 0,522 kilomètres

Posté par
gbm Webmaster
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 17:59

Bonjour à vous deux,

Aussi paradoxal que ça puisse être, c'est souvent sur l'évidence qu'on bute .

Il ne faut effectivement pas oublier les notions vues au collège.

J'ai souvenir, quand j'étais taupin, d'un examen de sciences industrielles en cinématique dans lequel il fallait appliquer le théorème de Thalès : j'y ai pensé, plus de 80% des camarades de classe se sont plantés sur cette question

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 18:02

C'est bien ça !
En parcourant 522m (0,522km) la voiture rejette autant de CO2 que la combustion des 24,3 g de butane nécessaires à la cuisson du riz.

Ne sois pas trop sévère envers toi même. Cet exercice contenait un piège qui consistait à fournir une donnée inutile.
C'est en essayant d'utiliser cette donnée que par deux fois tu a pris une mauvaise orientation.
Vois tu quelle était cette donnée superflue ?

Si tu en as le temps (et l'envie !) je te conseille d'ici quelque jours de refaire cet exercice, sans te servir du corrigé.

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 18:06


Merci Gbm!
Odbugt1 je vous remercie pour votre patience et votre pédagogie !
J'espère aussi que ce post aidera de nombreux élèves car tout est très bien expliqué. Il ne faudra pas trop retenir mes (grosses) lacunes!

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 18:11

Odbugt1,
En relisant mon devoir mis au propre, je pense aux 100 grammes de riz....

Posté par
gbm Webmaster
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 18:18

Yann93230 @ 15-04-2020 à 18:06


Merci Gbm!
Odbugt1 je vous remercie pour votre patience et votre pédagogie !
J'espère aussi que ce post aidera de nombreux élèves car tout est très bien expliqué. Il ne faudra pas trop retenir mes (grosses) lacunes!

Il vaut mieux se planter dans un exercice d'entraînement que le jour de l'examen.

Je partage le sage conseil d'odbugt1 de refaire l'exercice dans quelques jours pour vérifier si les notions abordées sont bien assimilées

Posté par
Yann93230
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 18:20

Bien sûr que je vais le relire!
J'ai tellement de notions à revoir... glourpsss!

Posté par
gbm Webmaster
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 18:26

Deux fiches de cours en lien avec cet exercice pour réviser (clique sur les maisons) :

[lien]

[lien]

Posté par
odbugt1
re : Bilan carbone dans la cuisine... 15-04-20 à 18:32

Oui, la masse du riz était une donnée superflue !
N'oublie pas la question 5 ....

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