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Habitat-choix de chaudieres

Posté par
Aktaion
27-12-15 à 18:46

Une famille utilise une chaudière à gaz pour l'eau chaude sanitaire et le chauffage de sa maison de 150m2. Elle se demande s'il serait judicieux d'opter pour une chaudière à condensation (qui fonctionne au fioul.) afin de faire des économies sur sa consommation de gaz d'une part et de diminuer son émission de gaz à effet de serre d'autre part.                      -Quelle est le choix de chaudière le plus judicieux pour cette famille?                            -Le classement de la maison de cette famille pour les émissions de gaz à effet de serre sera t'il modifié?              (Le gaz naturel est constitué de méthane CH4 et les chaudieres ont un rendement de 100%).
-DONNÉES:                                     -consommation énergétique annuelle de la famille pour l'eau chaude sanitaire et le chauffage de sa maison : 17000kWh.            -Tarif du gaz naturel 0,64€/m3.                                         -masse volumique du gaz naturel : 0,66kg/m3.                  
Formule chimique du méthane : CH4
-PCI du méthane : 9,2kWh/m3
- masse molaires atomiques en g/mol: hydrogène=1/ carbone=12/ oxygène=16
-consommation annuelle de fioul = 1200L
-PCI du fioul 10kWh/L
-prix du fioul : 0,90€/L
-formule brut du fioul : C18H38
-densité du fioul = 0,84



voici mon exercice, je suis en 1STI2D, je m'appelle Guillaume et j'ai ce devoir maison à rendre pour le 4janvier. je suis pas très fort en physique mais je fais tout pour comprendre et m'en sortir avec des notes corrects. mais sur ce devoir maison, j'ai passé énormément de temps dessu et je ne comprends pas où commencer, dans quoi me lancer. Je ne voudrais pas que quelqu'un fasse tout pour moi car ça ne m'aiderait pas à comprendre. Je suis vraiment bloquer et je ne vois pas quoi fair. Merci de bien vouloir m'aider s'il vous plaît.

Cordialement.

Posté par
Aktaion
Choix de chaudière [1STI2D] 28-12-15 à 10:36

Citation :
La famille Jéfroienhiver utilise une chaudière à gaz pour l'eau chaude sanitaire et le chauffage de sa maison de 150m².
Elle se demande s'il serait plus judicieux d'opter pour une chaudière à condensation (qui fonctionne au fioul) afin de faire des économies sur sa consommation de gaz d'une part et de diminuer son émission de gaz à effet de serre d'autre part.

Données:
-Les chaudières étudiées ont un rendement de 100%.
-Le gaz naturel est uniquement constitué de méthane CH4
-Consommation énergétique annuelle de la famille Jéfroienhiver pour l'eau chaude sanitaire et le chauffage de sa maison: 17000kWh.
-Tarif du gaz naturel: 0.64€/m3
-Masse volumique du gaz naturel: 0.66kg/m3.
-Formule chimique du méthane: CH4.
-PCI du méthane: 9.2kWh/m3
-Masse molaires atomiques en g/mol: Hydrogène=1/Carbone = 12/Oxygène:16
-Consommation annuelle de fioul=1200L
-PCI du fioul: 10kWh/L
-Prix du fioul:0.90€/L
-Formule brut du fioul C18H38
-Densité du fioul: 0.84.

PROBLEMATIQUE:
-Quelle est le choix de chaudière le plus judicieux pour la famille Jéfroienhiver?
-Le classement de la maison de la famille Jéfroienhiver pour les émissions de gaz à effet de serre sera t'il modifié?


Voici l'énoncé de mon devoir maison, j'ai 16 ans et comme je l'ai précisé dans le titre, je suis en première STI2D. Mais voilà j'ai un devoir maison à rendre pour le retour des vacances c'est à dire le 4 janvier. Je suis totalement bloqué dans ce devoir maison, j'ai fait quelques calculs comme les masses molaires du fioul et du méthane, mais pour calculer les masses et les prix là je ne vois pas du tout comment faire. Ce que j'aurais besoin c'est quoi m'aide à partir et voir les calculs à faire. J'aimerais vraiment comprendre. Merci de ceux qui auront prix la peine de lire et qui voudront bien m'aider.
Cordialement.

*** message déplacé ***

Posté par
gbm Webmaster
re : Habitat-choix de chaudieres 28-12-15 à 10:59

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q03 - Pourquoi ne faut-il pas faire du ''multi-post'' ?

Posté par
Aktaion
re : Habitat-choix de chaudieres 28-12-15 à 11:16

Désolé pour le multi post, mais j'ai vraiment besoin d'une réponse et j'ai pas réussi à supprimer l'ancien..

Posté par
coriolan
re : Habitat-choix de chaudieres 28-12-15 à 11:17

bonjour,
Il faut distinguer 2 parties:
1) quel est le combustible le plus économique pour produire 170 000 kWh
Il faut donc  d'abord calculer combien de L de fioul ou de m3 de gaz seront nécessaires
2)quelle est le combustible  qui dégagera le moins de CO2 en brûlant .
Si on suppose la combustion complète (ce qui est une idéalisation) ,il faut équilibrer les équations
CH4  +O2 = CO2  + H2O  et C18H38 + O2 = CO2  + H2O
calcule la quantité de CO2 produite par la combustion de 1 mol de CH4 ,puis 1kg de CH4 et enfin pour une masse de CH4 nécessaire à la "production" de 170 000 kWh d'énergie calorifique.
Même chose pour le fioul

Posté par
Aktaion
re : Habitat-choix de chaudieres 28-12-15 à 11:26

D'accord merci beaucoup, je vais tenter de faire ce que vous m'avez dit, je vous tiens au courant si j'ai d'autres problèmes, encore merci.

Posté par
coriolan
re : Habitat-choix de chaudieres 28-12-15 à 11:29

j'ai tapé par erreur 170 000 au lieu de 17 000 kWh  !!

Posté par
coriolan
re : Habitat-choix de chaudieres 28-12-15 à 11:44

j'ai lu un peu hâtivement le sujet.
si le PCI du fioul est 10 kWh/L ,pour fournir 17 000 kWh il faut brûler 1700 L de fioul (le rendement étant supposé égal à 100 %).
Or dans les données ,on indique une consommation annuelle de fuel de 1200 L   ????
Quelque chose m'échappe.

Posté par
Aktaion
re : Habitat-choix de chaudieres 28-12-15 à 13:20

Effectivement j'ai eu ce problème aussi, je suppose qu'il y a un problème dans l'énoncé car c'est bien ce qui est écrit, à moins qu'il y a un piège mais je pense que c'est un soucis dans l'énoncé. Merci à vous de vous penchez sur mon sujet c'est vraiment gentil. Il me reste la partie 2 pour calculer les effets de gaz à effet de serre, je vous tiens au courant si j'ai d'autres soucis. Encore merci.

Posté par
Aktaion
re : Habitat-choix de chaudieres 28-12-15 à 15:15

J'ai fait toute la partie 1 avec le prix et à la partie 2 j'ai égaliser les équations mais je ne comprends pas  ce qu'il faut faire ensuite ?

Posté par
coriolan
re : Habitat-choix de chaudieres 28-12-15 à 18:14

bonsoir
il faut comparer la quantité de matière de CO2 produit par la combustion du fioul ou du méthane .
Relis mes explications:
1)équilibrer les équations
2) à partir des équations équilibrées ,quelles est la quantité de matière (nombre de moles) de CO2 obtenues en brûlant 1 mol de fioul(de formule C18H38)
3)Combien de moles fioul de y a t-il  dans 1 kg de fioul ?
4)combien de kg de fioul doit on brûler pour dégager 17000 kWh  (Le volume a déjà été calculé)
A partir de ces calculs on peut trouver le nombre de moles de CO2 dégagé par la combustion du fioul nécessaire  à la production de 17 000 kWh de quantité de chaleur.

Même raisonnement pour le gaz

Posté par
Aktaion
re : Habitat-choix de chaudieres 28-12-15 à 19:11

Bonsoir
J'ai donc ajuster les équations et j'ai trouvé:
CH4+2O2->CO2+2H2O
Pour le gaz et pour le fioul:
2C18H38+55O2->36CO2+38H2O
Donc ensuite si j'ai bien compris je dois utiliser une des formules comme n=m/M , n=cV ou bien n=pV/M.
Je n'ai pas eu de soucis à calculer les masses molaires (M) mais je ne vois pas comment trouver (m) car on a aucune indication de masse.  Et sinon j'ai pu demander à ma prof de physique et elle m'a dit que 170 000kWh n'agissait que pour le gaz et ce ne correspond pas à la consommation de fioul, c'est donc pour ça qu'on a son volume en litres par an. Encore merci de m'aider, je commence à mieux comprendre, sans vous je ne vois pas comment j'aurais pu faire, merci d'avance.

Posté par
coriolan
re : Habitat-choix de chaudieres 29-12-15 à 10:21

bonjour
la première équation indique que la combustion de  1 mol de CH4 produit 1 mol de CO2.
La masse de 1 mol de CH4 est 16 g  
dans l'énoncé on indique la masse volumique du méthane.
1m3 de méthane a une masse de 0,66 kg.
Combien y a t-il de moles de méthane dans 1 M3?
D'autre part,tu as calculé que le volume de méthane nécessaire pour dégager 17 000 kWh.
Tu peux donc calculer le nombre de moles de CO2 produit si l'on choisit le chauffage au gaz.

pour le fuel,même type de raisonnement
On donne la densité du fuel d=0,84 .
la masse volumique du fuel est donc =d*0
avec =1kg/dm3 ou 1kg/L  on a =0,84 kg/L.
Je te laisse chercher



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