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Niveau seconde
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quel est le rendement d'un brûleur de gaz

Posté par
melomelo
14-01-16 à 16:03

Bonjours tous le monde voilà j'ai un exercice à rendre sur feuille pour demain mais je suis pas sûr de mes réponses... :/
Voici l'exercice:
Doc.3plaques de cuisson à gaz butane
Les plaques de cuisson à gaz sont, en général, équipées de quatre brûleurs de puissance différente permettant de chauffer de manière plus ou moins rapide.
Les brûleurs arrière sont les feux moyens (P = 2 000 W), l'avant-gauche le feu rapide (P = 3 500 W) et l'avant-droit le feu auxiliaire (P = 1 000 W).

Travail à réaliser

1. La quantité de chaleur dégagée lors de la combustion d'un kilogramme de gaz (appelée« pouvoir calorifique inférieur », noté PCI) a, pour le butane, une valeur PCI = 49 500 kJ/kg.
Le débit de gaz au niveau du brûleur feu moyen est d = 2,42 g/min.

a) Calculer, en watt, la puissance P d'un brûleur feu moyen; arrondir la valeur à
l'unité. Pour se faire calculer l'énergie développée par 2,42 g.

b) Indiquer si la valeur calculée est en accord avec la valeur annoncée :

c) Sur un brûleur feu moyen , on chauffe 1 litre d'eau, à la température initiale
θi = 9,5 °C, jusqu'à l'amener à une température finale θf = 100 °C.
La durée nécessaire à cette opération est t = 6 min 45 s. Calculer, en joule, la quantité
d'énergie Q absorbée par l'eau. (On donne : Q = m.c.(θf - θi) ; masse volumique de l'eau :
ρeau = 1 000 kg/m3 ; ceau = 4 185 J/(kg.°C).)

d) En prenant la valeur P du brûleur feu moyen, calculer, en joule, la quantité
d'énergie Ec consommée lors de la combustion du butane durant le chauffage.

e) Comparer Ec et Q, à quoi correspond cette différence.

f) Calculer le rendement r = énergie utile / énergie consommée x 100
en pourcentage. Sachant que Eu est ici l'énergie utile
et correspond à la quantité d'énergie absorbée par l'eau Q. (Arrondir au dixièm

Ce que j'ai fais:

1 . a)  J'ai convertie:
masse de gaz = 2.42 g = 0.00242 kg
temps de chauffage t= 1 min = 60 s
on sait que 1 gramme de butane = 49 500 kj
j'ai donc fais 0.00242 x 49 500 : 1 = 119.79
je suis pas sûr :/ donc la b ) j'ai pas répondu

2.a)  la température de l'eau initiale θi = 9,5 °C
temps = 6 min 45 s
et je sais que 1 litre = 1 kg
Q = 1 x 4 185 x (100-9,5)
Q = 378742.5
je sais que ce n'est pas trop ça mais j'arrive vraiment pas ...
le reste je n'est pas réussi non plus

Merci d'avance pour vos réponses et pour votre aide.

Posté par
quarkplus
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 14-01-16 à 17:50

Bonjour,
Mettez des unités à vos résultats .
Dans le système SI, les temps doivent être pris en secondes .

Posté par
melomelo
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 14-01-16 à 20:37

Il faut donc je mette pour 1 . a)  119.79 kj  mais du coup pour la b la valeur calculée n'est pas en accord avec la valeur annoncée  qui est de 2 000 W ?

Posté par
quarkplus
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 14-01-16 à 20:54

Une puissance , ce n'est pas des kJ  .

Posté par
melomelo
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 14-01-16 à 20:54

pour la 2.a) J'hésite beaucoup pour le calcul , j'ai deux choix et je ne sais pas si l'un des deux est bon ou les deux :/
première option P eau = 1 000 kg/m3
Q =1 000 kg/m3 x 4 185 J/(kg.°C) x ( 100°C - 9,5 °C)
Q = 378742500 J
ou  1 litre d'eau = 1 kg
Q= 1 kg x 4 185J/(kg.°C) x ( 100°C - 9,5 °C)
Q = 378742.5 J

Posté par
melomelo
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 14-01-16 à 20:57

Merci pour vos réponses, du coup mon calcul est faux pour la 1.a) ?

Posté par
quarkplus
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 14-01-16 à 21:02

Ce n'est pas la réponse demandée ...
On vous demande une puissance en  W  , vous donnez un résultat en  kJ .
C'est quoi cette division par  "1"  que vous avez tenté ?

Posté par
quarkplus
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 14-01-16 à 21:21

Pour le début de Q2 , vous ne chauffez que 1 kg d'eau :  378742.5 J  est bon .

Posté par
melomelo
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 14-01-16 à 21:39

Merci oui mais je sais pas comment on peux obtenir des watt
je n'est que ça :/ masse de gaz =2,42 g = 0,00242 kg
temps de chauffage temps = 1 min = 60 s
on sait que 1 kg de butane est = 49 500 kj

comment on trouve la puissance P en watt ?

Posté par
quarkplus
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 14-01-16 à 21:45

Il faut diviser l'énergie en J   par le temps en  s  , on obtient des W .
  

Posté par
melomelo
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 14-01-16 à 21:53

49 500 kj :  60 s = 825 W ?

Posté par
melomelo
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 14-01-16 à 21:55

Je n'est pas de Joule

Posté par
melomelo
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 14-01-16 à 22:06

Je sais j'avais oublié de convertir kj en joule donc 1 kg de butane est = 49500 kj = 49500000 Joule ? c'est bien ça

Posté par
melomelo
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 14-01-16 à 22:09

Désolé pour tout c'est messages et merci pour votre aide, j'ai trouvé pour la 1.a) 49500000 J : 60 s = 825000 W

Posté par
quarkplus
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 15-01-16 à 07:38

q1-a Energie dépensée  :  119.79 kJ  en  60s   ,
Puissance :  1996  W

Posté par
melomelo
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 15-01-16 à 08:21

Bonjours,
en faisant le calcul 1.a) 119.79 / 60 = 1.9965 j'obtient ça ?

Posté par
melomelo
re : quel est le rendement d'un brûleur de gaz 15-01-16 à 08:51

J'ai réussi 1.a) et b) ainsi que le 2.a) mais qu'est ce qu'il faut faire ?

d) En prenant la valeur P du brûleur feu moyen, calculer, en joule, la quantité
d'énergie Ec consommée lors de la combustion du butane durant le chauffage.

e) Comparer Ec et Q, à quoi correspond cette différence.



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