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physique
Bonjour , j'ai une activité de physique a faire pour la rentrée est j'ai un problème j'ai réussi les questions précèdents l'énonce que je vais vous indiquer mais le reste je ne comprends pas .Pourriez vous m'aider s'il vous plait ? Pour ceci :
De nombreux constructeurs automobiles développent actuellement des véhicules a pile a combustible .Ainsi Mercedes réalise des essais avec sa "Classe B" qui affiche une consommation de 1.14kg de dihydrogène aux 100 km ,contre 6.5 L d'essence aux 100 km pour une voiture a motorisation classique .
Questions:
_ En considérant que l'essence est constituée uniquement d'octane (C8H18) quelle quantité de matière d'octane est consommée au bout de 100 km par une voiture a motorisation classique ?
_ En utilisant l'équation de combustion de l'octane , calculer l'avancement maximal Xmax de la réaction de combustion de l'octane .
_ Quel volume de dioxyde de carbone a été produit par une voiture de motorisation classique au bout de 100 km ?
_ Quelle quantité de matière de dihydrogène est consommée au bout de 100 km par une Mercedes Classe B equipee d'une pile a combustible ?
_ Et pour finir , en considérant que le dihydrogène de cette voiture est entièrement produit par vaporeformage du méthane et en utilisant l'équation de la réaction de vaporeformage , calculer la quantité de matière , puis le volume de dioxyde de carbone produit au bout de 100 km .
Je vous remercie de pouvoir m'aider ,j'ai vraiment besoin d'aide !
C'est une "activité" donc, par nature, relativement facile, normalement...
La première question semble me contredire... En effet, une voiture consomme 6,5 L/100km.
La quantité de matière est : .
Pour trouver m, il nous manque la masse volumique de l'octane. Est-elle donnée ?
Oui c'est une activite mais j'ai quand meme quelques difficultes :-\
Non la masse volumique de l'octane n'est pas donnee dans l'enonce.
Eh bien, on en a quand même besoin !
C'est 0,70 g.cm-3 soit 0,70.103 g.dm-3 = 700 g.L-1.
Donc
La masse molaire de l'octane :
D'où la quantité de matière :
.
L'équation de combustion de l'octane, tu peux peut-être l'écrire ?...
Ah d'accord j'ai compris mais moi je pensais pas que l'on pouvait prendre une donnee non donee dans l'enonce. Je vous remercie
alors comme equation de combustion j'ai 2C8H18 + 25O2 => 16CO2 + 18H2O
je pensais pas que l'on pouvait prendre une donnee non donee dans l'enonce
On ne peut pas faire autrement...
L'équation est bonne, en effet.
Et maintenant :
calculer l'avancement maximal Xmax de la réaction de combustion de l'octane .
Je n'arrive pas à dresser mon tableau d'avancement jusqu'à la fin je bloques la ou il faut trouver à combien de moles correspond une molécule de octane C8H18 soit 39,9 ou on divise par deux car dans la formule on a 2C8H18 ?
L'octane est le réactif limitant (ce n'est pas l'oxygène ! ).
| 2 C8H18 | + 25 O2 |  16 CO2 | + 18 H2O | |
| état initial | 39,9 | excès | 0 | 0 |
| état intermédiaire | 39,9 - 2 x | excès - 25 x | 16 x | 18 x |
| état final | 39,9 - 2 xmax = 0  xmax = 39,9 / 2 | excès - 25 xmax | 16 xmax | 18 xmax |
Donc nous avons 16
39,9 / 2 = 8 39,9 = 319 mol
Pour le volume, on va prendre le volume égal à 24,0 L (volume molaire d'un gaz à 20°C).
Donc, au bout de 100 km, on a 319
24,0 = 7656 L de CO2.- Quelle quantité de matière de dihydrogène est consommée au bout de 100 km par une Mercedes Classe B equipee d'une pile a combustible ?
La voiture consomme 1,14 kg de dihydrogène aux 100 km.
Donc nH2 = 1140 / 2 = 570 mol.
- Et pour finir , en considérant que le dihydrogène de cette voiture est entièrement produit par vaporeformage du méthane et en utilisant l'équation de la réaction de vaporeformage , calculer la quantité de matière , puis le volume de dioxyde de carbone produit au bout de 100 km .
Qu'en penses-tu ?
Alors, concernant le tableau j'ai pareil sauf que j'ai ajouté une colonne qui se nomme avancement comme je faisais en première mais cela ne change rien aux réponses . puis ensuite pour les moles je n'avais pas diviser par deux donc mes résultats sont toujours égaux à deux fois plus que les vôtres qui semblent tout à fait corrects .
Finalement je penses que vos résultats sont très cohérents avec ce qui est demandé je vous remercie énormément pour votre aide Marc. Vous m'aider été d'une très grande aide .
En question finale on me demande lequel des carburants est le plus écologique un moteur à pile à combustible ou classique .
bonjour;
la masse volumique de l' octane est donnée dans l'énoncé.
Elle est de 810 g/l.
car j'ai le même devoir!!!
Bonjour mauric,
Merci pour l'info... 810 g/L, j'avais trouvé 700 g/L...
Donc,Yoyot62, il faut refaire le calcul du message "posté le 01-11-12 à 13:32" pour calculer la quantité de matière d'octane et modifier la suite en conséquence.
Et le volume molaire n'est pas donné ?
Il faut régler le problème du vaporeformage du méthane.
_
| | ||||
| état initial | xinit | excès | 0 | 0 |
| état intermédiaire | xinit - x | excès - x | 4 x | x |
| état final | xinit - xmax | excès - xmax | 4 xmax = 570 ==> xmax = 570 / 4 = 142,5 | xmax |
Pour CO2, on a 142,5 mol.
Avec le volume molaire de 24 L, on a donc 24
142,5 = 3420 L de CO2.
Donc le vaporeformage génère moins de CO2 qu'un moteur classique (pour la même distance parcourue).
Tout est à vérifier, bien entendu...
Je mettrai les résultats avec la "bonne" masse volumique.
Quant à la question finale :
En question finale on me demande lequel des carburants est le plus écologique un moteur à pile à combustible ou classique .
C'est le moteur à pile à combustible puisqu'il conduit à la production d'environ deux fois moins de dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre. Ce n'est pas le seul et, du point de vue "effet de serre", le méthane est bien pire...
J'ajoute que le vaporeformage n'est pas la méthode la plus écologique de production d'hydrogène parce qu'il produit beaucoup de dioxyde de carbone quand même...
J'ai une autre partie encore :
Les énergies fossiles tendant à disparaître on essaie de développer des alternatives au moteur à essence qui doivent être économiquement viables et peu polluants . Des années à venir , la production de dihydrogene devrait donc se developer . Pour ce faire , les industriels se tournent vers l'électrolyse .
Actuellement , en France , la majeure partie de l'énergie électrique est fournie par les centrales nucléaires mais , à terme , on pourrait utiliser l'énergie solaire , hydraulique ou éolienne pour réaliser ces électrolyses .
11. Pourquoi devrait on essayer de ce passer de l'énergie électrique issue du nucléaire pour réaliser les électrolyses ?
12. D'après la figure 4 , estimation du coût de revient de l'hydrogene et bilan d'émission de CO2 en fonction des sources d'énergie utilisées pour sa production , quel est l'avantage de produire dubdihydrogene avec des carburants fossiles ? Quel est l'avantage des énergies renouvelables ?
pour conclure :
13. Selon vous , peut on espérer voir baisser de façon sensible la production de dioxyde de carbone si la fabrication de véhicules fonctionnant avec une pile à combustible est réalisée à grande échelle ? Argumenter .
Merci de m'eclaircir 
11) parce que l'énergie nucléaire est très polluante et non renouvelable (sauf peut-être les éléments radioactifs artificiels tel le plutonium mais qui sont très dangereux, vu leur durée de vie très longue).
De plus, les centrales nucléaires cessent leur activité au bout de quelques dizaines d'années et sont très difficiles à démanteler.
12) Il faudrait voir la figure 4 (tu peux la scanner ? ).
Je vous remercie de vos idees qui me permettent de mieux comprendre ce que veut dire le texte .
voici le diagramme :
12)
Avantage des carburants fossiles : le coût de revient relativement faible (mais très polluant en CO2)
Avantage des énergies renouvelables : faible émission de CO2.
13)
C'est l'énergie nucléaire qui présente le plus faible coût de revient et la plus faible émission de CO2.
Pour voir baisser la production de dioxyde de carbone, il faut utiliser soit l'énergie nucléaire, soit l'énergie hydraulique, soit la biomasse, soit l'énergie éolienne, soit l'énergie photovoltaïque...
Après, il y a le coût de revient.
11. Pourquoi devrait on essayer de ce passer de l'énergie électrique issue du nucléaire pour réaliser les électrolyses ?
Pour compléter cette question, tu peux (dois ? ) parler des accidents nucléaires possibles comme à Tchernobyl et des accidents nucléaires à cause des catastrophes naturelles comme un tremblement de terre ou un raz-de-marée (tsunami) (ou les deux) comme à Fukushima.
Tu peux aussi évoquer les pollutions possibles des cours d'eau et/ou de la nappe phréatique par des fuites de liquides radioactifs.
Je regrette que, selon la fig 4, l'énergie nucléaire soit le meilleur candidat pour les émissions de CO2 et le coût de revient mais il ne faut pas considérer que ce point de vue...
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