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piles a combustibles

Posté par
lilii
30-09-20 à 09:07

bonjour
le sujet :

on donne l'équation de transformation qui a lieu dans la pile à hydrogéne :
2H2 + O2  ---> 2H2O

la transformation libère 241 kJ/mol de dihydrogène consommé
quelle masse de dihydrogéne est nécessaire pour obtenir 1kWh d'énergie électrique

donnée :  rendement pile = 50%

alors je sais que MH = 1g donc  MH2 j'ai 2 x 1 = 2 g.mol -1

pour calculer la masse de dihydrogène je pense qu'il faut utiliser la formule m = n x M

m = 241 kJ/mol   M = 2 g/mol

merci de me dire si c'est cela ??


Posté par
odbugt1
re : piles a combustibles 30-09-20 à 09:50

Bonjour,

Plutôt que de rechercher quelles sont les "formules" qui pourraient convenir je te propose la démarche suivante.

L'énoncé indique qu'une mole, donc 2g, de dihydrogène consommé produit une énergie de 241 kJ

On cherche à obtenir une énergie de 1kWh (qu'il faudra convertir en Joules)

On en déduit par un raisonnement basique la masse de dihydrogène nécessaire si la transformation énergétique avait un rendement de 100%

Il suffit ensuite de tenir compte du rendement réel pour répondre à la question posée

Posté par
lilii
re : piles a combustibles 30-09-20 à 10:19

1kWh = 3,6 . 106 J

2 g d'H2 libère 241 kJ
xg d'H2 libère 3,6.106 J

Posté par
odbugt1
re : piles a combustibles 30-09-20 à 10:25

Bon début ....

Posté par
lilii
re : piles a combustibles 30-09-20 à 10:36

pour mon produit en croix est ce que je convertis 241 kJ en J ?

Posté par
odbugt1
re : piles a combustibles 30-09-20 à 10:54

Oui.
Autre possibilité : Tu gardes 241 kJ, mais tu convertis 3,6.106 J en kJ
L'important est d'exprimer toutes les énergies avec la même unité.

Posté par
lilii
re : piles a combustibles 30-09-20 à 11:12

alors j'ai fait

  2g  ----> 2,41 x 105 J
  x g ---->3,6.106 J

donc 2 g d'H2 libère 29,87 J si le rendement est de 100 %

Posté par
odbugt1
re : piles a combustibles 30-09-20 à 11:31

Non.
2g de dihydrogène (1 mol) produit 241kJ d'énergie (2,41.105J) dont seulement 50% sont utilisables sous forme d'énergie électrique.

Posté par
lilii
re : piles a combustibles 30-09-20 à 11:51



  2g  ----> 2,41 x 105 J
  x g ---->3,6.106 J

donc 2 g d'H2 libère 241kJ  
et 29,87 g libérent 3,6 .106Jsi le rendement est de 100 %

Posté par
lilii
re : piles a combustibles 30-09-20 à 12:14


  2g  ----> 2,41 x 105 J
  x g ---->3,6.106 J

donc 2 g d'H2 libère 241kJ  
et 29,87 g libérent 3,6 .106J si le rendement est de 100 %


comme le rendement est 50 % faut -il faire
   29.87 / 0.5 ou 29,87 / 2 ???

Posté par
odbugt1
re : piles a combustibles 30-09-20 à 13:53

Pour répondre à ta question tu as besoin de savoir avec précision quelle est est la définition du rendement.

Posté par
lilii
re : piles a combustibles 30-09-20 à 14:11

le rendement c'est le rapport entre énergie utile sur énergie fournit

je connais le rendement et la puissance fournit (si r=100%)
donc r =  énergie utile /énergie fournit

  0.5 = x / 29,87  -----> x = 29.87 x 0.5 = 14.93 g

donc il faut 15 g d'H2 pour produire 1kWh si le rendement est de 50%

Posté par
odbugt1
re : piles a combustibles 30-09-20 à 14:40

Vérifions :

L'énoncé dit que :
2g de H2 produisent 241 kJ = 2,41 . 105 J
donc les 15g de H2 que tu as trouvé produisent (2,41 . 105 * 15) / 2 = 1,807 . 106 J
On est loin du 1 kWh = 3,6 . 106 J désiré.

Je te conseille de relire mon post du 30-09-20 à 11:31

Posté par
lilii
re : piles a combustibles 30-09-20 à 14:53


2g de dihydrogène (1 mol) produit 241kJ d'énergie (2,41.105J) dont seulement 50% sont utilisables sous forme d'énergie électrique.


donc 2,41x105 x  0.5= 1,20x105 kJ

1,20x105 kJ sont utilisables pour 2g d'H2

Posté par
lilii
re : piles a combustibles 30-09-20 à 15:07

  
    2g d'H2 ----> 1,20 x 10 5 J
    x g d'H2 ----> 3,6 x 106 J           x = 60g d'H2  pour produire 1kWh

Posté par
lilii
re : piles a combustibles 30-09-20 à 16:39

verification
  2,41x 10 5 x 60 / 2 = 360 000 soit 1kWh

Posté par
odbugt1
re : piles a combustibles 30-09-20 à 16:39

Vérifions :
60g de H2 produisent 2,41 . 105 * 60  /  2  = 7,23. 106 J
50% de cette énergie est transformée en électricité soit 7,23. 106 * 50 / 100 = 3,6 . 106 J = 1 kWh

Ca marche :
60g de H2 est la bonne réponse.
  

Posté par
lilii
re : piles a combustibles 30-09-20 à 16:50

ok merci pour vos explications !



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