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Exercice sur l'énergie

Posté par
ElevePasTresDoue
31-05-15 à 19:02

Bonsoir à tous !

Je cherchais à m'entraîner pour un exercice sur l'énergie et j'aimerai savoir si quelqu'un aurait la gentillesse de me corriger

Voici l'énoncé de l'exercice :

Un avion consomme 2.5 L de kérosène par kilomètre. Ce carburant est un mélange
d'alcanes, comptant des molécules comportant 15 atomes de carbone (de formule brute
C15H32).
a) Quelle conversion d'énergie est effectuée lors de la combustion d'un alcane ?
b) Écrire l'équation représentant la combustion d'un constituant du kérosène.
c) Déterminer la masse de carburant consommée par kilomètre effectué.
d) Quelle est la masse de CO2 formée par kilomètre parcouru ?
e) Quelle est la masse de CO2 produit par personne lors d'un trajet aller-retour Paris-Marseille, à bord d'un
avion pouvant transporter 150 passagers ?
Une voiture polluante produit environ 300 g de CO2 au km.
f) Lequel des deux moyens de transport minimise l'émission de dioxyde de carbone par passager ?
g) Quelle est l'énergie produite lors du trajet aller-retour Paris-Marseille ?
h) Combien de temps pourrait-on alimenter un appartement avec cette énergie, sachant que sa consommation
moyenne est de 250 Watt ?

Données :
densités : dessence = 0,74 ; dkérosène = 0,80.
masses molaires (en g.mol-1) : C : 12,0 ; H : 1,0 ; O : 16,0
distance Paris-Marseille : environ 800 km
Energie massique de combustion C15H32 : environ 42600 kJ.kg-1


Voici mes réponses :

a) La conversion sera : conversion en énergie thermique puis en énergie de rayonnement

b) C15H32 + 23O2 -> 15C02 + 16H20

c)m= d*V
   = 0.80 * 2.5 * 10^3
   = 2000 g/km

d)n=m/M = 2000/15*12+32*1 = 9.43 mol par km parcourue

MCO2 = 15*9.43*(12+2*16) = 6243.6 g/km parcourue

e) MCO2= 1600*6243.6/150 = 66598.4 g

f) M= 300* 1600 = 480000  => donc c'est l'avion qui minimise son émission de C02 par passager

g) Je n'arrive à calculer l'énergie en fonction de ce que j'ai

J'espère ne pas avoir fait trop de faute

Merci à tous pour votre future aide

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 20:38

Bonsoir,

D'accord pour les réponses aux questions a),à f)

Question g)
Consommation de 2 000 g/km ou 2 kg/km
Aller et retour : 1 600 km
Consommation pour l'aller et retour : ...
or
Énergie massique de combustion C15H32 : environ 42 600 kJ.kg-1 (42 600 kJ/kg)
donc...

Posté par
ElevePasTresDoue
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 21:01

Donc cela fait 42600/2=21300 kJ/kG donc pour l'aller retour c'est 34080000 kJ

?

Merci de ta Coll

Posté par
ElevePasTresDoue
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 21:15

* réponse

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 21:43



Aller et retour : 1 600 kilomètres
Consommation : 2 kilogrammes par kilomètre

Consommation pour l'aller et retour = ... ?

Note : le symbole de l'unité SI de masse est kg (kilogramme) avec k minuscule et g minuscule

Posté par
ElevePasTresDoue
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 21:53

Consommation pour l'aller retour = 3200 kj ?

Pour la h j'ai compris comment faire mais faut d'abord que je trouve la g)

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 21:57



Quand on multiplie des kilomètres par des kilogrammes par kilomètre on ne peut pas obtenir des kilojoules...

\text{kilomètre} \, \times\, \dfrac{\text{kilogramme}}{\text{kilomètre}}\ =\ \text{?}

Posté par
ElevePasTresDoue
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 22:00

3200 kg/m

Désolé de mes multiples erreurs

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 22:06

Ne soit pas désolé pour tes erreurs.
Une erreur peut être utile si on en comprend l'origine et que l'on apprend ainsi à ne plus la refaire.
_____________

Je ne comprends pas ta réponse. D'où vient ce kg/m ?

Les unités sont l'une des clefs des sciences physiques. Dans ce que j'ai écrit :

\text{kilomètre} \, \times\, \dfrac{\text{kilogramme}}{\text{kilomètre}}

il n'est quand même pas difficile de simplifier par "kilomètre" et donc de trouver la réponse.

3\ \times \ \dfrac{7}{3}\ =\ 7

Tu as appris cela au collège ou même avant. Eh bien ce n'est pas plus difficile pour les unités

\text{kilomètre} \, \times\, \dfrac{\text{kilogramme}}{\text{kilomètre}}\ =\ \text{?}

Posté par
ElevePasTresDoue
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 22:12

Merci de ton aide en tout cas

Je me voyais pas pourquoi il fallait faire ce calcul

Donc ça donne 1600 * 2/1600
Ce qui donne 2

Posté par
ElevePasTresDoue
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 22:13

Je ne vois pas pourquoi faire ce calcul *

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 22:15

   

L'avion consomme 2 kilogrammes pour chaque kilomètre parcouru

Il parcourt 1 600 kilomètres

Combien de kilogrammes aura-t-il consommé ? (n'oublie pas l'unité dans ta réponse)

Posté par
ElevePasTresDoue
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 22:18

Il aura consommé 3200 kg

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 22:22

Oui !
___________

L'énergie massique de combustion est de 42 600 kilojoules par kilogramme

Cela signifie que pour chaque kilogramme consommé, une énergie de 42 600 kilojoules est disponible.

Or il consomme 3 200 kilogrammes

Quelle est l'énergie produite ?

Posté par
ElevePasTresDoue
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 22:25

136320000 kj/kg^-1 est l'énergie produite

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 22:34

L'unité est fausse.

\dfrac{\text{kilojoules}}{\text{kilogramme}}\ \times \ \text{kilogramme} \ =\ \text{kilojoules}

42 600 3 200 = 136 320 000 kilojoules
_________

Tu achètes 3 bonbons à 5 centimes par bonbon.

Tu payes :

\text{bonbons} \ \times \dfrac{\text{centimes}}{\text{bonbon}}\ =\ \text{centimes}

3 5 = 15 centimes

Posté par
ElevePasTresDoue
re : Exercice sur l'énergie 31-05-15 à 22:42

Un grand merci pour ton aide et ta patience

Faudra que je rebosse les unités, mais la fatigue a une part dans l'histoire aussi je pense ^^

Je posterai ma réponse pour la h demain car je commence a bien fatigué

Encore merci Coll !

Posté par
ElevePasTresDoue
re : Exercice sur l'énergie 01-06-15 à 17:28

Me revoilà !

Donc pour la h)

Cela donnerait : P=E/T
                 250 W = 136 320 000 kJ / t
                 250 W = 136 320 000 000 J /t
                  t = 250 W * 136 320 000 000 J
                  t = 3.408 * 10^13 s

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur l'énergie 01-06-15 à 20:56

D'accord pour les trois premières lignes :

Citation :
P=E/T
250 W = 136 320 000 kJ / t
250 W = 136 320 000 000 J /t

La ligne suivante est une horreur !

Posté par
ElevePasTresDoue
re : Exercice sur l'énergie 01-06-15 à 20:58

Je me suis trompé effectivement c'est t = E/P

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur l'énergie 01-06-15 à 21:15

Oui.
Alors, que vaut t ?

Ce serait bien de convertir un résultat en secondes en une unité plus facile à imaginer (comme l'année).

Posté par
ElevePasTresDoue
re : Exercice sur l'énergie 01-06-15 à 21:28

Le calcul est 136 320 000 000 / 250 = 545280000

Donc 17 années

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur l'énergie 01-06-15 à 22:04

Oui, 17 années et un gros trimestre.

Posté par
ElevePasTresDoue
re : Exercice sur l'énergie 01-06-15 à 22:14

Je te remercie grandement Coll de m'avoir aidé durant tout le long du topic

Bonne continuation à toi !

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur l'énergie 02-06-15 à 07:34

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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