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Calorimetrie - Calcul de consommation de gaz en metres cubes
Bonjour, toujours dans la meme lancee sur la calorimetrie, un des multiples exercices dont je ne saisis pas grand chose a part la signification de chaque mot lol :
Un chauffe-eau instantane au gaz debite 5 litres d'eau par minute. L'eau entre 15 degres et en sort a 60 degres.
Quelle est en metres cubes la consommation de gaz en une heure sachant :
- que 1 m^3 de gaz degage en brulant 23 500 Kilojoules.
- que les pertes de chaleur sont evaluees a 20%
Ouffffff...
C'est pourtant un exercice assez simple que je vais te détailler du mieux que je peux pour que tu puisses comprendre !
Commence par noter toutes les informations dont tu disposes :
Débit : D = 5 L/min
° eau à l'entrée = 15°C et de sortie 60°C
Durée de fonctionnement du chauffe-eau : t = 1 h
Pouvoir exothermique du gaz en combustion : 23 500 kJ/m3
Perte de chaleur : 20 % de l'énergie totale libérée.
Il te manque une donnée, la capacité calorifique de l'eau qui vaut ceau=4180 J/kg/°C
Voilà, tu es prêt pour commencer l'exercice sereinement !
Tu fais fonctionner 1 h un appareil qui débite D = 5 L/min, déterminons le volume d'eau V à chauffer en 1 h :
V = D 
t = 5 60 = 300 L.
Déterminons ensuite la masse d'eau m associée à ce volume V :
eau= 1 kg/L soit m = eau V = 300 kg
Maintenant cherche la quantité d'énergie nécessaire pour chauffer cette masse d'eau de 15°C à 60°C. On part de la formule calorifique suivante : Q = c m 
avec Q, la quantité d'énergie nécessaire, c le capacité calorifique de l'espèce, m la masse de l'espèce et la différence de température entre la fin et le début de l'expérience.
Appliquons cette formule à notre situation :
Qeau = ceau m = 4180 300 (60-15) 
5,64107 J.
A partir de là, tu as déterminé l'énergie utile pour chauffer l'eau mais puisse qu'il y a des pertes de chaleur de 20 %, une partie de l'énergie libérée par la combustion du gaz est perdu est représente 20 % de l'énergie totale. Notons Q l'énergie totale :
Q = Qeau + Qperdue or Qperdue = 0,2 Q donc Qeau = 0,8 Q
Q = Qeau/0,8 = 7,05 107 J.
Reste enfin à déterminer le volume Vgaz de gaz à brûler pour libérer une telle quantité d'énergie Q.
Vgaz = 7,05 107/ 2,35 107 = 3 m3.
Il faut 3 m3 de gaz pour faire fonctionner cet appareil durant 1 h ! Autant dire que ce n'est pas très écologique ! ;D
Des soucis ... fais moi signe ! Bonne chance pour la suite ! =P
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