Pouvoir calorifique et energie de réaction d'une combustion

[MelissaT]

Bonjour,
Je travaille actuellement sur mon sujet de grand oral qui porte sur la possibilité de créer un avion à dihydrogène. Pour cela, je passe par la réaction de combustion du dihydrogène avec l'oxygène qui pourait potentiellement remplacer le kérosène. L'équation est: O_2(g) + 2H_2(g) → 2H₂O_(l).
J'ai calculé l'énergie de réaction de la combustion en utilisant les énergies associées aux liaisons suivantes:
H-H : 435 kj/mol
O=O : 498 kj/mol
O-H : 464 kj/mol

2 liaisons H-H et 1liaison O=O sont brisées donc l'énergie de dissociation est égale à:
Ed= 2x435 + 498 =1368 kj/mol

Puis, 4 liaisons O-H (issues des 2 molécules de H2O formées) sont formées donc l'énergie de formation est égale à:
Ef= 4 x 464 = 1856 kj/mol

On obtient alors une énergie de réaction égale à
Er= Ed - Ef = -488 kj/mol

J'ai obtenu une énergie de réaction égale à -484kj/mol, ce qui signifie que la combustion a libérée un énergie de 490kj pour deux moles de dihydrogène consomée (si j'ai bien compris). Donc pour un mole de H2 l'énergie libérée est de -244kJ/mol
Or, je suis sensée obtenir une valeur aux alentours de -285 kJ/mol. Après avoir tourné le problème dans tous les sens je ne trouve pas ce qui a pu causer un tel éloignement.
Si vous avez une idée pour résoudre mon problème j'en serais très reconnaissante
Merci par avance
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[gts2]

Bonjour,

On oscille entre 488/484/490, mais ceci étant c'est proche de la valeur des tables qui donnent 484 kJ/(2 mol H2).
Vu votre technique de calcul, vous ne tenez compte que des molécules (et pas de l'intercation entre elles) donc cela concerne O₂(g) + 2H₂(g) → 2H₂O(g). Pour H₂O(l) il faut tenir compte de l'interaction entre les molécules d'eau.

Les 285 concerne une mole d'eau liquide.

[Resartus]

EDIT : gts2 avait déjà répondu
Bonjour,
C'est un peu subtil : Quand on parle d'énergie libérée par une réaction, on fait l'hypothèse que les réactifs et les produits seront à leur état standard
C'est à dire gaz pour hydrogène et oxygène et liquide pour l'eau
Mais quand on fait le calcul à partir des énergies des liaisons, on fait l'hypothèse que les molécules initiales et finales seront isolées (gaz très dilué)

Quand on condensera ces molécules d'eau pour obtenir le liquide et se ramener aux conditions standard, on récupérera l'énergie de cohésion du liquide eau, qui est de l'ordre de 40 kJ/mole. (En sens inverse, c'est ce qu'il faut approximativement pour évaporer cette eau).

[MelissaT]

Ok, merci beaucoup. Par contre, j'étudie la réaction de combustion de dihydrogène liquide (qu'on a refroidi au dessous de sa température d'ébullition). Dans ce cas, on ne peut pas considérer que le gaz est très dilué :/ Faut il prendre en compte son énergie de cohésion?

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

Il faudrait préciser votre problème : dans la chambre de combustion H₂ et O₂ sont sous forme de gaz, H₂ et O₂ liquide c'est le stockage dans les réservoirs.

[MelissaT]

Ahh oui bien sur merci beaucoup pour votre aide

[Resartus]

Bonjour,
Votre valeur à partir des energies de liaison est surement plus réaliste pour votre sujet
Pour récupérer le plus possible des 40 KJ supplémentaires, il faudrait que l'eau repasse à l'état liquide. C'est ce qu'on essaye de faire dans les chaudières à condensation (que ce soit au gaz, fuel, ou pourquoi pas hydrogène...), mais c'est très peu applicable à un moteur d'avion....