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Impact carbone du GPL Exo

Posté par
xZrK
25-04-13 à 15:08

Bonjour, j'ai un exercice à faire et je suis bloquée dès le début, voici l'énoncée :
Le GPL, ou gaz de pétrole liquéfié, est un mélange d'hydrocarbures légers.
Le moteur d'un véhicule est alimenté par un mélange de composition massique en proportion 60/40 en butane et propane et de masse volumique p=535g.L^-1.
1) Déterminer, en kJ. Mol^-1, l'énergie libérée par la combustion de chacun de ces deux hydrocarbures.
2) En déduire l'énergie libérée, en kJ.g^-1, par chacun d'eux.
3) Quelles masses de butane et de propane contient 1,00L de GPL ?
4) Calculer l'énergie libérée lors de la combustion de 1,00L de ce GPL.
5) Une essence constituée d'octane C8H18, libère une énergie de 32,2MJ.L^-1 lors de sa combustion. Un véhicule à essence consomme 7,0 L aux 100km. Quelle serait sa consommation en GPL pour les mêmes performances du moteur ?
6) Comparer l'émission en dioxyde de carbone d'un véhicule fonctionnant au GPL par rapport à un véhicule fonctionnant à l'essence. Conclure
Donnée. Masse volumique de l'essence : p'=0,76g.ml^-1.
Dès la 1° question je suis bloquée car je n'ai pas trouvée quelles formules il faut appliquée, merci de votre aide.

Posté par
elena
re : Impact carbone du GPL Exo 12-05-13 à 12:28

bonjour, j'ai moi-même cet exercice a faire, j'aimerai savoir si vous avez eu la correction ou plus d'aide pour pouvoir m'aider, merci !

Posté par
sherine
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 14:57

Bonjour, je me permets de remonter ce topic car j'ai aussi cet exercice à faire.
J'ai pour l'instant réussi à faire les quatre premières questions mais je bloque pour les deux suivantes.
Je ne comprends pas ce que signifie réellement la question cinq.
Si quelqu'un peut m'aider ça serait fort sympathique, merci !

Posté par
quarkplus
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 15:02

Bonjour,
Quelle est votre réponse à la question 4  ?

Posté par
sherine
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 15:10

Merci beaucoup de me répondre.
A la réponse 4 j'ai trouvé 2.5*10^4kJ/L.

Posté par
quarkplus
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 16:21

Donc, l'auto qui roule au C8H18 a besoin de combien d'énergie pour parcourir 100 km  ?
Et combien de L de GPL lui faudrait il , pour ces mêmes 100 km  ?

Posté par
sherine
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 16:28

Donc la voiture roulant à l'essence a besoin de 2,3*10^2 MJ  pour parcourir 100km. Du coup il faudrait 9,2L de GPL pour ces mêmes 100 km, c'est bien cela?
Merci de continuer à m'aider!

Posté par
quarkplus
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 16:39

?
32.2 . 7  = 225.4 MJ  et
225.4/ 25  = 9.016 L

Posté par
sherine
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 16:43

J'ai trouvé comme vous, c'est juste que j'ai utilisé les chiffres significatifs, mes résultats sont donc légèrement différents.

Posté par
quarkplus
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 16:46

Faut pas trop y aller à la hache , quand même ...
ça pourrait vous coûter cher ...

Posté par
sherine
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 16:50

Merci pour vos conseils et explications je prendrai donc des valeurs moins arrondis.Désolé de vous déranger mais pour la question 5 il faut donc faire les équations chimiques pour chacun. Mais puisque le GPL est un mélange de propane et de butane, ne faut il pas les "réunir" en une seule et même équation?

Posté par
quarkplus
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 16:57

Oui, il faut faire les équations pour chaque gaz pour le rapport qui vous est donné , 60 - 40 en masse .

Posté par
quarkplus
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 16:59

En fait, c'est pas oui, c'est non !
Comment voulez vous les "réunir " ???
Ce sont 2 gaz différents qui se consomment simultanément .

Posté par
sherine
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 17:03

C'est justement cela qui me gêne, peut être que ma question paraîtra bête mais comment montrer ce rapport dans l'équation?

Posté par
sherine
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 17:04

En effet, je pensais les mettre dans une même équation mais ce n'est pas possible.

Posté par
quarkplus
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 17:14

Pour le GPL , quand vous aurez des équations complètes équilibrées ,
il me semble qu'il faudra tenir compte du rapport dans les moles des 2  gaz combustibles .
Le rapport des masses devra devenir un rapport de moles pour le GPL .

Et ensuite , tenir compte des consommations différentes en L du GPL et de l'essence de la question 5 .

Posté par
quarkplus
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 17:15

En fait, vous avez directement les masses dans les équations .

Posté par
sherine
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 17:26

Donc déjà pour les équations:
Butane: C4H10 + 6.5O2 --> 4CO2 + 5H2O
Propane: C3H8 + 5O2 --> 3CO2 + 4H2O
Essence : C8H18 + 12.5O2 --> 8CO2 + 9H2O

Est ce que je peux juste multiplier l'équation du butane par 6, celle du propane par 4 et celle de l'essence par 10?

Posté par
quarkplus
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 18:15

Mettez chacune de ces équations ( que je suppose justes ) en masse pour chacun des composants ;
Evidemment , si c'est juste ,elles doivent équilibrées gauche - droite .

Posté par
sherine
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 18:33

D'accord si on remplace cela donne:
Butane: 58 + 6.5*32 --> 4*44 +5*18 (de chaque côté on obtient bien 266)
Propane:44 + 5*32 --> 3*44 + 4*18 (de chaque côté on obtient bien 204)
Essence: 114 + 12.5*32 --> 8*44 + 9*18 (de chaque côté on obtient bien 514 )  

Excusez moi mais je ne vois pas trop pourquoi faire ça... Ensuite il faut que je remplace par les masses présentes dans le Gpl?

Posté par
quarkplus
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 18:45

Donc, la combustion de 58g de Butane produit 4*44 g , comme vous écrivez , de CO2  ...
Ainsi de suite ...

Posté par
sherine
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 18:52

Ah d'accord donc je peux faire des produits en croix, grâce à la question 3 je sais que dans  1L de gpl il y a 3.2*10^2g de butane et 2.1*10^2de propane.
Donc je fais:
58g de butane donne 4*44 soit 176g de co2
3.2*10^2 g de butane donne x g de co2

Donc je peux faire x=3.2*10^2*176/58=9.71*10^2 g de co2.
Ensuite je fais pareil pour le propane et le co2.
C'est bien ça?

Posté par
quarkplus
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 19:14

Je pense que vous avez compris ; je l'écris à ma façon :

(58 * 0.6) + (44 * 0.4 ) donnent 102 g de GPL qui produisent ( 176 *0.6 ) + ( 132*04 ) g de CO2 .

Posté par
sherine
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 19:15

Une dernière question si cela ne vous dérange pas. Est ce que je calcule l'émission de Co2 pour la combustion d'1L de gpl et 1L d'essence ou je calcule pour 100km?

Posté par
quarkplus
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 19:16

A compare au CO2 de l'essence , dans les mêmes unités , en masse .

Posté par
quarkplus
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 19:18

Vu l'énoncé, je laisserai en masse , mais amusez vous à le faire pour 100 km .

Posté par
sherine
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 19:22

D'accord merci beaucoup pour votre aide précieuse et désolée de vous avoir dérangé autant de temps. Je vous souhaite d'excellentes fêtes de Pâques et une bonne fin de soirée .

Posté par
J-P
re : Impact carbone du GPL Exo 06-04-15 à 19:57

Il manque des données (comme par exemple les pouvoirs calorifiques du propane et du méthane)

Sur le Web, on trouve :

Propane (C3H8) : 2219 kJ/mol ; M = 3*12+8 = 44 g/mol
Butane (C4H10) : 2800 kJ/mol   ; M = 4*12+10 = 58 g/mol

Pour une masse m de GPL, il y une masse de 0,6 m de butane et une masse de 0,4 m de propane.

Quantité de matière de 0,6*m kg de butane : n1 = 0,6.m/(58.10^-3) mol
Quantité de matière de 0,4*m kg de propane : n2 = 0,4.m/(44.10^-3) mol

Dans une masse m de GPL, il y a 0,6.m/(58.10^-3) mol de butane et 0,4.m/(44.10^-3) mol de propane.

Energie dégagée par combustion complète d'une masse m de GPL = [0,6.m/(58.10^-3) * 2800.10^3 + 0,4.m/(44.10^-3) * 2219.10^3] J

E = 4,91.10^7 J/kg  

E' = 2,63.10^7 J/L (Energie dégagée par combustion complète de 1 L de GPL)
----
Pour 100 km :

Essence : 32,2 * 7 = 225,4 MJ aux 100 km

GPL : 225,4.10^6 / (4,91.10^7) = 4,59 kg aux 100 km (8,58 L aux 100 km)

Donc 4,59 * 0,6 = 2,754 kg de butane et 1,836 kg de propane.
Donc 47,5 mol de butane et 41,7 mol de propane.

47,5 C4H10 + 41,7 C3H8 +  517,25 O2 --> 315,1 CO2 + 404,3 H2O

masse de CO2 : 315,1 * (12 + 2*16) = 13864 g

Soit donc environ 139 g/km de CO2 (pour le moteur GPL)
-----
Essence :

2 C8H18 + 25 O2 -->  16 CO2 + 18 H2O

M(C8H18) = 8*12 + 18 = 114 g/mol
masse volumique : 760 kg/m³ (donnée de l'énoncé ... mais fausse, s'il s'agit d'octane comme c'est mentionné, la masse volumique de l'octane est 700 kg/m³)

7 L : masse = 5,32 kg (avec Rho essence = 760 kg/m³)
n = 5320/114 = 46,7 mol

CO2 formé : 8 * 46,7 = 373 mol, soit une masse de CO2 de 373 * (12 + 2*16) = 16427 g

Soit donc environ 164 g/km de CO2 (pour le moteur essence)
-----
Sauf distraction.  



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