Bonjour, je demande comment déterminer la température adiabatique, la composition du gaz lors de la combustion complète du gasoil.
Produits :co2, H2O, CO, H2, CH4 déterminer la variation de la composition des produits en fonction de la température de réaction.une variation de 500 à 2000 degré celcius sera considéré. Trois hypothèse vont être faites :
Hyp 1:la combustion se fait à la stoechiometrie ,
Hyp 2:equilibre thermodynamique est atteint durant la combustion
Hyp3: la fraction volumique du méthane est fixée à 1%
Bonjour
La détermination d'une température adiabatique de flamme est un grand classique du programme de thermo au niveau (bac + 1). Je te résume les différentes étapes :
1° écrire la réaction chimique de combustion puis remplir un tableau d'avancement selon l'hypothèse retenue ;
2° calculer la variation d'enthalpie du système chimique lors de la réaction totale supposée s'effectuer à la température ambiante (25°C en général)
3° calculer la variation d'enthalpie des gaz présents en fin de réaction en fonction de Tf, la température finale. Pour cela il faut connaitre les capacités thermiques molaires isobares des différents gaz présents en fin de réaction.
4° : l'évolution globale du système étant à la fois adiabatique et monobare, la somme des deux variations d'enthalpie calculées est nulle ; cela te fournit une équation dont la seule inconnue est Tf...
Voir ici par exemple :
Je te laisse réfléchir à tout cela et proposer une solution... Pose éventuellement des questions précises sur ce que tu ne comprends pas.
Bonsoir, merci pour les indications !
L'équation de la réaction :
C16H34 +12,25O2+46,06N2 donne 16CO2 + 17H2O + 46,06N2
-Q=PCI + (ΔHr-ΔHp) , Q=0 donc PCI=ΔHp-ΔHr
PCI=Hf(C16H34)-16Hf(cO2)-17Hf(H2O)
Hf étant l'enthalpie de formation
On a Hf(CO2)=-393kJ/mol, Hf(H2O)=-241,5kJ/mol, maintenant l'enthalpie de formation de cetane (C16H34) met difficile à déterminer... Si je pourrais avoir plus d'eclaircissement
Selon le "Handbook", l'enthalpie molaire standard de formation à 25°C du cétane vaut :
-456,1kJ/mol
Sinon, dans le cas particulier des conditions stœchiométriques, l'énoncé tel que tu l'as recopié n'est pas assez précis : Si je comprends bien, il s'agit d'une combustion complète dans de l'air, assimilé à un mélange O2 + N2. Pour simplifier, on assimile souvent l'air à un gaz parfait contenant, en moles, quatre fois plus de N2 que de O2 ; selon toi : il y a seulement 3,76 fois plus de N2 que de O2 dans l'air avant réaction.
Attention : l'équation de la réaction que tu as écrite ne respecte pas les proportions stœchiométriques : la formation de 17moles de H20 et celle de 16 moles de CO2 consomme 24,5moles de O2...
Commence par calculer l'enthalpie standard de réaction à 25°C. Ensuite, il te faut les capacités thermiques molaires isobares des gaz restants et appliquer la méthode que j'ai décrite dans le message précédent. Ces capacités thermiques molaires devraient t'être fournies...
Pour la suite, la situation est encore plus imprécise : de quel équilibre chimique parles-tu ? Quels sont les renseignements fournis sur cet équilibre ???? Sans énoncé précis : difficile de t'aider !
Bonjour
J'ai eu quelques éléments de réponse :
Équation de la réaction :
C16H34 +24,5(O2+3,76N2)>>16CO2 +17H2O +24,5×3,76N2
ΔrH=16ΔfH(CO2)+17ΔfH(H2O)-ΔfH(C16H34)
ON trouve ΔrH=-9937,4kJ/mol
Transformation chimique à 298K
On a ΔH1=ΔrH=-9937,4kL/mol
On réchauffe les produits jusqu'à Tf
ΔH2=(16Cp(CO2)+17Cp(H2O))×ΔT
On a ΔH1+ΔH2=0 on tire
ΔT=7205K et Tf=ΔT+Ti=7507K
Pour la suite on donne
Les produits : CO2, H2O, CO, H2, CH4
on demande de déterminer la variation de la composition des produits en fonction de la température de réaction. Une variation de température de 500 à 2000 deg sera considérée. Pour se faire quatre hypothèse vont être faites :
Hyp1:la combustion se fait à la stoechiometrie
Hyp2:l'équilibre thermodynamique est atteint durant la combustion
Hyp3:la fraction volumique du méthane est fixée à 1%
Hyp4:la réaction de methanisation se déroule en même temps que la réaction de combustion, elle est donné par l'équation
CH4+H2O<>CO+3H2
J'aimerais avoir plus d'eclaircissement sur cette seconde partie. Merci
Bonjour
Pour le calcul de H2, il faut aussi tenir compte de l'échauffement du diazote présent en fin de réaction.
Pour la suite, tu est beaucoup trop imprécis...
Pour l'hypothèse 2 : de quel équilibre s'agit-il ? De celui dont tu fournis l'équation plus loin ? D'où provient le méthane ? De quelles données thermodynamiques disposes-tu pour déterminer sa constante d'équilibre, "constante" qui d'ailleurs est une fonction de la température...
Bonsoir
En fait on a deux cas différents de combustion, le premier est une combustion complète et le second est une combustion incomplète du gasoil (cétane) dont les produits sont donnés comme suit :CO2, H2O, H2, CO, CH4.
Le problème est de déterminer la variation de la composition des produits en fonction de la température de réaction en considérant les hypothèses citées ci haut .
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