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Calcul de l'énergie de la combustion de : 2H2 + 02

Sujet résolu
    11 avril 2014 à 23:31:29

    Bonsoir,

    Par simple curiosité, je voudrais déterminer l'énergie de la combustion pour un certain volume de mélange H2 O2.

    Tout d'abord, j'aimerais savoir ce que représente l'énergie du dihydrogène réellement.

    Es ce que c'est l'énergie de la combustion totale, (càd : 2H2 + O2 = 2H2O) ou alors c'est la combustion "partielle" dans l'air ?

    Ensuite, j'ai fait des calculs, sont ils bons ? :

    PCI : 119930 kJ/kg

    Masse volumique : 0,08988 g/L

    119930 kJ/kg   =   119,930 kJ/g

    119,930 kJ/g     =   10,7793 kJ/L    =    10779,3 J/L       =     10,7793 J/mL

    C'est bien ça ?

    10 J par mL ?

    Merci d'avance ;)

    -
    Edité par Kermite79 11 avril 2014 à 23:31:48

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    Anonyme
      12 avril 2014 à 10:04:41

      Ici, l'énergie de combustion, c'est la somme de l'énergie qu'il te faudrait pour rompre la liaison hydrogène-hydrogène, la liaison oxygène-oxygène et former deux liaisons hydrogène-oxygène (cette énergie là est négative, en général former une liaison, c'est favorable dans un certain nombre de cas). Basiquement, le processus ressemble à ça, après, le mécanisme que j'ai choisi est radicalaire, on peut aussi imaginer une deuxième partie ionique et ainsi de suite. Mais grosso modo, c'est ça :)

      Ce que tu appelle "énergie du dihydrogène" ne correspond selon moi qu'a la rupture de la liaison hydrogène-hydrogène donc peu ou prou rien à voir avec une combustion partielle ou totale. D'ailleurs pour moi, le terme "combustion partielle" ne s'applique qu'a la combustion d'hydrocarbure qui fait du CO au lieu du CO2 (et de l'hydrogène, ça tombe bien ^^ )

      Pour le reste, tes calculs me semble bon, a part que je vois pas d'où tu sort cette valeur de PCI. D'ailleurs moi, je partirai plus sur des enthalpies, mais ça doit donner à peu de chose près la même chose. Voilà voilà :)

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        18 avril 2014 à 23:35:56

        Voilà, j'ai refait mes petits calculs, comme tu me l'as dit :

        2H2 + O2 → 2H2O =>  286 kJ/mol
        M(2H20)  = 36 g/mol
        36g = 286 kJ
        1g = 7.944kJ

        2H2 + O2 → 2H2O =>  7.944 kJ/g
        2H2 + O2 → 2H2O =>  7944 J/g

        Masse volumique H2(g) : 0,17976 g/L
        Masse volumique O2(g) : 2.85526 g/L
        Masse volumique 2H2O(g) = 0.35952 + 2.85526 = 3.21478 g/L  = 0.00321478 g/mL

        0.00321478 * 7944 = 25.53 J/mL

        Mes calculs sont ils bons ?

        Merci d'avance ;)

        -
        Edité par Kermite79 18 avril 2014 à 23:41:10

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        Anonyme
          19 avril 2014 à 10:37:13

          Non. Parce que si les masses volumiques ne s’additionnent pas comme ça, tout dépend de l'assemblage et des interactions inter-moléculaires. Ceci dit, on considère que 1 mole de gaz dans les conditions CNTP fait 22,4140L, et ce quelque soit le gaz tant qu'il est "parfait" (et pour ce simplifier la vie, disons qu'il l'est). Du coup, dans ces conditions CNTP (aka 1 atmosphère, 0°C), tu peux obtenir toute les masses volumiques que tu veux (H2 : (2/24.4140)/2 L⁻¹, O2 : (32/24.4140) g L⁻¹, H2O : (18/24.4140) g L⁻¹, à peu de chose près). C'est à mon avis ce que t'as fait ou ce qui a été fait implicitement à l'endroit ou tu as trouvé ces valeurs. Sur wikipedia, y'a même l'équivalent à 20°C, si travailler à 0°C te semble bizarre. Voire même une formule toute à fait générale :

          \[V_m = \frac{R\,T}{p}\]

          Qui te permet de calculer le volume molaire (volume d'une mole d'un gaz parfait) quelque soit la température (\(T\)) ou la pression \(p\), en employant toutefois la bonne constante des gaz parfaits \(R\) traduisant la bonne unité de volume et de pression : typiquement, on écrira la pression en pascal, ou une atmosphère c'est \(p=101325\,Pa\), ce qui te permet d'employer la constante des gaz parfaits qu'on utilise en général : \(R=8.3145\,J\,K\,mol\^{-1}\), pour peu que la température soit en kelvins.

          Pourquoi je t'ennuie avec ça ? Parce que à 0°C, l'eau est pas vraiment la plus abondante à l'état gazeux, et que si tu veux considérer la réaction correctement, il faut que tout tes composés soient à l'état gazeux ou que tu considère alors le retours de l'eau à l'état liquide par après. Pour pas trop te casser la tête, je te propose de travailler pour commencer à l'état gazeux de l'eau, donc a une température supérieure à 100°C (373.15K), parce que bien entendu, il faut que toutes tes masses volumiques soient prises à même température et pression. Et là, tu devrais finalement obtenir un truc cohérent.

          Bonne chance ;)

          Note : et d'ailleurs, on s'en fout un peu de la masse volumique de H2 et O2, du coup ...

          -
          Edité par Anonyme 19 avril 2014 à 10:38:52

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            19 avril 2014 à 20:14:56

            J'ai refait tout mes calculs, je pense que c'est ça pour 20°C :

            2H2 + O2 = 2H2O  =>  286 kJ/mol
            Vm = (8.3145 x 293.15) / (101325) = 24,055 L/mol
            286kJ -> 24.055L
            1 L -> 11.889kJ -> 11889J
            1mL -> 11.889J

            et ça pour 100°C :

            2H2 + O2 = 2H2O  =>  286 kJ/mol
            Vm = (8.3145 x 373.15) / (101325) = 30,619 L/mol
            286kJ -> 30.619L
            1 L -> 9.341kJ -> 9341J
            1mL -> 9.341J

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            Anonyme
              19 avril 2014 à 22:09:20

              Tes calculs me semblent corrects, cette fois :) (et tu vois que ça tourne autour de 10J à chaque fois). Tu as donc l'énergie libérée par la production de 1mL d'eau en phase gazeuse par la combustion du dihydrogène et du dioxygène. Ceci dit, il ne faut pas oublier non plus que ton eau va systématiquement passer de phase gaz à phase liquide, en tout cas à 20°C, ce qui va consommer un peu d'énergie aussi (enthalpie de vaporisation prise à l'envers, avec un signe moins).

              Mais dans l'idée, c'est ça, selon moi :)

              -
              Edité par Anonyme 19 avril 2014 à 22:11:24

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                25 avril 2014 à 20:51:25

                D'accord, c'est cool de savoir plein de petits trucs comme ça ;)

                Merci pour l'aide :p

                Je met en résolu

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                  5 décembre 2024 à 19:24:49

                  25 cm³ de O2 avec 60 cm³ de H2
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                    26 décembre 2024 à 19:15:49

                    Coquille: il faut lire O2 et non 02, O2 02

                    Et c'est un déterrage.

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                    Le Tout est souvent plus grand que la somme de ses parties.

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