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thermodynamique
Bonjour, voici mon exercice de thermodynamique que je ne comprends pas très bien, est-ce que quelqu'un pourrai m'aider?
Un récipient sous pression est divisé en deux volumes partiels. Les deux volumes partiels ont la même pression et la même température. Les deux volumes partiels sont amovibles par un cloison. L'air du volume partiel 1 a une densité de 𝜌 = 1,2𝑘𝑔/𝑚3. L'air peut être interprété comme un mélange gazeux de 23% en masse d'oxygène et 77% en masse d'azote. Dans le deuxième volume partiel, il y a 100 g H2.
Maintenant, la cloison entre les volumes partiels est supprimée et les gaz se mélangent.
Si H2 est présent avec une concentration de 10% en volume, une réaction oxhydrique démarre (mélange inflammable).
a) Quelle est la concentration volumique des gaz. Si un mélange inflammable est présent, supposons qu'il y a une combustion complète de l'hydrogène.
b) Répéter le calcul pour une masse de 0,2 kg H2 dans le volume partiel 2, également à même température et même pression
Bonjour
Il faut appliquer à l'air et au dihydrogène la loi des gaz parfaits.
Petite question : l'énoncé ou le schéma qui l'accompagne donne-t-il des indications sur les volumes avant mélange ? Sont-ils égaux ?
OK ; le problème devient ainsi facile.
Connaissant le volume et la masse volumique de l'air, tu peux calculer sa masse.
Connaissant les proportions massiques de O2 et de N2 dans cet air, tu peux ensuite calculer les masses de ces deux gaz.
Ayant les masses de N2, O2 et H2 et connaissant les masses molaires, tu peux calculer les quantités (en moles) de ces gaz.
ayant même valeur pour les deux parties du récipient, tu peux aussi calculer V2 : le volume de dihydrogène avant mélange. La suite est facile...
Selon l'énoncé tel que tu l'as copié :
Si H2 est présent avec une concentration de 10% en volume
La notion de concentration volumique évoquée ensuite est une notion parfaitement claire en physique et chimie. En revanche, exprimer une concentration par un pourcentage n'a pas de sens. Ces 10% représentent peut-être la fraction molaire de H2 en dessous de laquelle le dihydrogène ne réagit pas spontanément sur le dioxygène de l'air ?
Mais je n'ai pas bien compris comment est ce que je calcule le volume 2 avant le mélange et comment est-ce qu'on calcule la concentration volumique.
Loi des gaz parfaits pour un gaz parfait ou un mélange de gaz parfaits :
à même valeur dans les deux compartiments avant mélange :
L'indice 2 correspond au dihydrogène de masse molaire 2g/mol ; l'indice 1 correspond à l'air de masse molaire moyenne 29g/mol (on peut retrouver ce résultat éventuellement à partir de la composition massique de l'air fournie par l'énoncé) :
D'où la valeur de V2 mesuré en m3.
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