Combustion et travail

[invitedbd56e3d]

Bonjour,

On demande de calculer le travail effectué quand on réalise la combustion de 2L de méthane gazeux en présence d'un excès de dioxygène gazeux à 0°C sous Pext=1bar. On néglige le volume d'eau formé.

Sans calcul, on peut déjà dire qu'il y aura un travail de compression de l'atmosphère car on perd des nombres de moles en dioxygène (la production de moles de CO2 étant compensée par la disparition de mole en CH4) : je trouve n(O2) disparu =0,09mol. Le travail s'exprime par W = - Pext.(Vf-Vi). Tout le problème revient à calculer la variation de volume du système.

Si je considère les gaz comme parfaits, alors P(O2).V(O2) = n(O2).R.T. On a alors (Vf-Vi) = V(O2) disparu = n(O2)disparu.R.T / P(O2). Je bloque ici avec la pression : comment puis-je la trouver ? merci pour votre aide.
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[petitmousse49]

Bonjour
Avec un minimum de connaissances en thermo, il y a sans doute moyen de faire plus simple même si je ne vois pas trop l'intérêt de cet exercice. Pour un système fermé évoluant sous pression exétrieure fixe :
ΔU=W+Q
ΔH=Q
Donc : W=ΔU-ΔH=-(ΔH-ΔU)
En négligeant le volume de la phase liquide (l'eau) devant les volumes des gaz et en assimilant les gaz à des gaz parfaits :
W=-Δn.R.T
où Δn est la variation de la quantité de gaz entre l'état final et l'état initial.
W=

[invitedbd56e3d]

Merci petitmousse49.

L'exercice porte sur l'application de l'expression du travail des forces pressantes.
La température de 0°C m'a mis sur la voie, je crois : il faut utiliser le volume molaire du dioxygène pour trouver V...

[ecolami]

Bonjour
Cet exercice imagine que l'on puisse faire une combustion du méthane a 0°C, c'est absurde.

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Bonsoir,

Il y a hélas des quantités d'exercices absurdes dans les manuels scolaires. Cela me rappelle un exercice qui demandait de calculer le pH d'une solution 100 M, ou bien d'une solution 10^-100 M.