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Un alcane comme carburant

Posté par
Evechimie
15-03-18 à 19:17

Bonsoir
j'ai besoin de votre aide sur cet exercice
Merci d'avance
Le carburant utilisé pour un moteur à 4 cylindres et à 4 temps  est supposé formé d'un seul alcane liquide de masse volumique 1080g/cm3  et de densité de vapeur d=3,45.
Une automobile utilisant ce carburant , consomme 8 litres aux 100 km , à la vitesse de 90km/h.L'arbre du moteur tourne alors à raison  de 3000 tours /min . A la température d'admission de l'alcane  dans les cylindres , le volume  molaire gazeux vaut vm=50litres/mol.
1. Determiner la formule 36brute de l'alcane .
2. Calculer la masse et le volume d'alcane gazeux consommés au cours  d'un cycle du moteur.
3. En supposant que l'air renferme en volume 1/5 de dioxygène et est admis en  quantité juste suffisant pour que la combustion soit complète,déterminer la cylindrée  du moteur ,c'est-à-dire le volume des 4 cylindres .

***Enoncé supprimé => 1 topic = 1 exercice***

pour lea première question j'ai fait
M=29d
M=100g/mol
FB:C7H16
Pour le reste je comprends pas

Posté par
odbugt1
re : Un alcane comme carburant 15-03-18 à 22:56

Bonjour,

En ( très ) condensé :

100 km →  8L ( 8L aux 100 km d'après l'énoncé)
90 km →  7,2 L → 1h  (90 km/h équivaut à 7,2L de carburant à l'heure)
1 min → 0,12 L → 3000 tr (0,12L de carburant par minute donc 0,12 L de carburant pour 3000 tours)
1 tour → 4.10-5 L (4.10-5 L de carburant liquide par tour)

1L de carburant liquide → 1080g (d'après énoncé)
4.10-5 L de carburant liquide → 0,0432g

1tour → 0,0432 g → 4,32.10-4 mol → 0,0216L ( 0,0216L de carburant gazeux par tour)

La réaction de combustion montre qu'il faut 11 volumes de dioxygène pour 1 volume de carburant gazeux soit 55 volumes d'air pour un volume de carburant gazeux.
Donc pour 1 tour : (0,0216L de carburant gazeux  + 55*0,216 L d'air) = 1,21L de mélange gazeux
Cylindrée : 1,21L

La suite de ton énoncé n'a rien à voir avec ce qui précède et constitue un autre exercice.
Or, le règlement est formel : 1 topic = 1 exercice

Posté par
gbm Webmaster
re : Un alcane comme carburant 16-03-18 à 08:22

Bonjour à vous deux,

@Evechimie : j'ai dupliqué ton topic pour ton deuxième exercice ( Chloration d'un alcane ).

Merci de respecter la règle 1 topic = 1 exercice la prochaine fois.

Bonne journée

Posté par
J-P
re : Un alcane comme carburant 16-03-18 à 09:48

Citation :
alcane liquide de masse volumique 1080g/cm³


Fichtre.  

Posté par
Evechimie
re : Un alcane comme carburant 17-03-18 à 15:47

Bonjour
Pour la 1ère question ,ne doit-on pas convertir 1080g/cm3 en g/l?
Pour la masse je trouve m=43,2g et V=4.10-5.
Est-ce correct?

Posté par
odbugt1
re : Un alcane comme carburant 17-03-18 à 16:06

1080 g/cm³ est évidemment une erreur d'énoncé.
Essaie d'imaginer un cube de 1cm de côté donc de volume 1cm³ rempli de ce carburant et qui aurait une masse de 1080g soit 1,08 kg

Impossible, évidemment et c'est ce qui a amené le sourire de JR accompagné  d'un "fichtre" amusé.

J'ai donc adopté, en oubliant de le signaler, pour l'heptane une masse volumique de 1080 g/L ce qui est beaucoup plus vraisemblable, mais qui est encore très supérieur à la valeur couramment admise (680 g/L)

A toi de voir avec laquelle de ces trois valeurs tu choisis de traiter de ton exercice, à moins qu'ayant corrigé l'erreur de l'énoncé tu en trouves une quatrième !

Posté par
Evechimie
re : Un alcane comme carburant 17-03-18 à 16:21

D'accord
Pour la 2e  question je ne comprends pas  l'explication

Posté par
odbugt1
re : Un alcane comme carburant 17-03-18 à 16:31

Reprends la chaîne depuis le début :

8 Litres de carburant consommés aux 100 km : tu comprends ?

Continue .... 8 Litre aux 100 km c'est 7,2L "aux" 90 km (règle de trois) tu comprends ?

et tu continues jusqu'à ce que tu sois bloquée et là tu poses une question précise et pas le "je ne comprends pas" qui n'est pas constructif donc qui ne m'aide pas à te dépanner.

Ce sont des règles de trois à toutes les étapes.

Posté par
odbugt1
re : Un alcane comme carburant 17-03-18 à 16:47

Peut être comprendras tu plus facilement sous forme de tableau de proportionnalité.

\large \begin{array}{|c|c|c|c|}\hline 100~km&&&8L\\\hline 90~km&&1h&7,2L\\\hline &3000~tr&1~min&0,12L\\\hline &1~tr&&4\cdot10^{-5}L\\\hline\end{array}

Posté par
odbugt1
re : Un alcane comme carburant 17-03-18 à 17:25

Tableau complété ci-dessous :

Un alcane comme carburant

Posté par
J-P
re : Un alcane comme carburant 17-03-18 à 18:17

Salut,

Il me semble qu'il y a un soucis dans le calcul de la cylindrée du moteur.

Un moteur 4 temps, 4 cylindres a 2 admissions par tour moteur.

La cylindrée moteur  est 1,21 L / (2 admissions/tour moteur) * 4 cylindres = 2,42 L

A vérifier.  

Posté par
odbugt1
re : Un alcane comme carburant 17-03-18 à 19:32

Citation :
Il me semble qu'il y a un soucis dans le calcul de la cylindrée du moteur.


C'est bien possible !

Après vérification, il semble bien que pour pour un moteur 4 cylindres, 4 temps la définition de la "cylindrée" corresponde au volume gazeux admis, puis évacué pour 2 tours de vilebrequin.
Il faut donc multiplier par 2 le résultat de mon calcul qui ne porte que sur un seul tour de vilebrequin.

Posté par
J-P
re : Un alcane comme carburant 17-03-18 à 19:58


Resituons le problème (juste pour info) :

Un alcane comme carburant

1 cycle complet nécessite 2 tours moteur (ce qui signifie 2 tours du vilebrequin)

Sur ces 2 tours moteur, chaque piston aura fait 2 aller-retour dans son cylindre et il y aura eu dans chaque cylindre : 1 admission, 1 compression, 1 allumage et 1 échappement.

Donc sur 2 tours moteurs, il y a 4 admissions (1 par cylindre)

Donc, il y a 2 admissions sur 1 tour moteur (ou ce qui revient au même par tour du vilebrequin)

Donc la consommation de carburant par tour moteur va pour moitié dans 1 cylindre et pour moitié dans 1 autre des cylindres.

Dans le problème posé, on trouve 1,21 L de gaz (carburant + air) par tour moteur. (dont la moitié va dans 1 cylindre et l'autre moitié dans un deuxième cylindre)

Le volume d'un cylindre est donc 1,21/2 = 0,605 L

La cylindrée du moteur est celle de l'ensemble des 4 cylindres, soit 4 * 0,605 = 2,42 L

Sauf distraction.  

Posté par
Evechimie
re : Un alcane comme carburant 19-03-18 à 08:26

Merci beaucoup pour vos explications qui sont très claires😊



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