Auto-allumage du mélange Oxygène-Hydrogène

[gts2]

Est-ce que je dois calculer l'enthalpie avec 6.92 moles ou 8,304 ?

De quelle variation d'enthalpie parlez-vous ?
Si c'est celle due à la réaction, le facteur est l'avancement qui vaut ici 2n (raisonnez littéralement, pour la nième fois) qui vaut 2,77
Si celle due au chauffage, on s'en f... royalement, calculer le Cp du système que vous devez chauffer de B' à C et c'est tout.
Si vous y tenez absolument (par exemple pour calculer le volume par la loi des gaz parfaits, mais ici c'est inutile), c'est (4n H2 et 2n H2O) soit 6n, soit 8,3 mol

Quelle est l'enthalpie de B' C? Je n'ai pas de tables pour les calculer pouvez-vous m'aider?

La variation d'enthalpie selon B'C c'est Cp ΔT, vous connaissez Cp, vous cherchez ΔT.
-----

[RF13011]

Bonjour,

Si j'ai bien compris l'énoncé de votre problème (ce n'est pas facile !), soit calculer la température finale lors de la combustion (auto-ignition) d'un mélange contenant 80 % d'hydrogène et 20 % d'oxygène.
Ce calcul est indépendant de la quantité de ce mélange.
J'ai effectué les calculs en partant de 0,08 moles de mélange (proche de votre indication) .
J'ai utilisé une feuille de calcul Excel pour déterminer tous les paramètres et j'arrive à une température finale de 2347 K
Je joint un fichier PDF où sont indiqués tous les résultats des calculs mais sans le développement des formules.
Si ce travail correspond bien à ce que vous cherchiez, je peux vous donner plus de détails sur les calculs et vous fournir le fichier Excel.

Cordialement.

[Chatta]

De quelle variation d'enthalpie parlez-vous ?
Si c'est celle due à la réaction, le facteur est l'avancement qui vaut ici 2n (raisonnez littéralement, pour la nième fois) qui vaut 2,77
Si celle due au chauffage, on s'en f... royalement, calculer le Cp du système que vous devez chauffer de B' à C et c'est tout.
Si vous y tenez absolument (par exemple pour calculer le volume par la loi des gaz parfaits, mais ici c'est inutile), c'est (4n H2 et 2n H2O) soit 6n, soit 8,3 mol

La variation d'enthalpie selon B'C c'est Cp ΔT, vous connaissez Cp, vous cherchez ΔT.

J'ai essayé de calculer l'enthalpie de B' C, mais le résultat était vraiment surprenant pour moi et je crois que c'est faux

Pouvez-vous les vérifier s'il vous plaît?

4N moles de H2 et 2N moles de H2O soit Cp=4NCp(H2)++2N*Cp(H2O)
Calcul du Cp système = 29.1*4*1,384+36.2*2*1,384 = 261.3 J K-1

Calcul de l’enthalpie B’ C = Cp * delta T = 261.3 * (3000-748) = 587772 J

[gts2]

Pourquoi le trouvez-vous surprenant ? Cela parait tout à fait raisonnable.

Si on revient à la question de départ où 3000 K n'est pas une donnée mais une inconnue.

Ecrivez LITTERALEMENT en remplaçant et par leur expression en fonction de n : quantité initiale de O2.
Cela doit vous donner qqch de très simple dans lequel n a disparu (!) et faisant intervenir , et
PUIS et seulement maintenant, faites l'application numérique.

Remarque : on ne sait toujours pas d'où viennent les 2n moles de H2 "en plus".

[Chatta]

Pourquoi le trouvez-vous surprenant ? Cela parait tout à fait raisonnable.

Si on revient à la question de départ où 3000 K n'est pas une donnée mais une inconnue.

Ecrivez LITTERALEMENT en remplaçant et par leur expression en fonction de n : quantité initiale de O2.
Cela doit vous donner qqch de très simple dans lequel n a disparu (!) et faisant intervenir , et
PUIS et seulement maintenant, faites l'application numérique.

Remarque : on ne sait toujours pas d'où viennent les 2n moles de H2 "en plus".

J'ai fait les calculs suivant, veuillez les vérifier s'il vous plaît:

Delta H = 242,8*6.92*0.2*2= 672070.4 KJ
L’enthalpie à l’état initial = - 672070.4 – 224 = 672294.4 J

-672294.4 +261.3 * (Tc-748) =
-672294.4 +261.3 * Tc - 261.3 *748=
-672294.4 +261.3 * Tc -195452.4 =
Tc = (195452.4 +672294.4) / 261.3
Tc = (867746.8) / 261.3 = 3320.88 k

[gts2]

J'ai fait les calculs suivant, veuillez les vérifier s'il vous plaît

Je veux bien vérifier, mais comme vous ne tenez absolument pas compte ce que j'écris ...
Je me répond à moi même : devient donne , c'est quand même plus clair, lisible, vérifiable ...

Delta H = 242,8*6.92*0.2*2= 672070.4 KJ

Oui, mais cela c'est avec 242,8 des tables donc a priori à 25°C, or vous êtes ici à 778 K, pourquoi vous n'utilisez pas directement la "bonne" valeur -224 ?
Et encore une fois, c'est un calcul inutile.

L’enthalpie à l’état initial = - 672070.4 – 224 = 672294.4 J

Vérifier l'homogénéité (vous soustrayez des kJ/mol à des kJ)

Sinon le résultat final est cohérent, dans le cadre des approximations effectuées.

[Chatta]

Je veux bien vérifier, mais comme vous ne tenez absolument pas compte ce que j'écris ...
Je me répond à moi même : devient donne , c'est quand même plus clair, lisible, vérifiable ...


Oui, mais cela c'est avec 242,8 des tables donc a priori à 25°C, or vous êtes ici à 778 K, pourquoi vous n'utilisez pas directement la "bonne" valeur -224 ?
Et encore une fois, c'est un calcul inutile.

Vérifier l'homogénéité (vous soustrayez des kJ/mol à des kJ)

Sinon le résultat final est cohérent, dans le cadre des approximations effectuées.

J'ai fait ces calculs:

Delta T = Delta H/ Cp (H2O)+2 Cp (H2)


Delta H = -224*6.92*0.2*2= -620.032 KJ = -620032 J

Tc = (195452.4 +-620032) / 261.3
Tc = (815484.4) / 261.3 = 3120.87 k

[gts2]

OK, mais au vu des approximations, le ,87 de la température est de trop.

Et on ne sait toujours pas d'où sortent les mystérieux 2n moles de H2 en plus.

[RF13011]

Bonsoir,

En vérifiant mes calculs je me suis aperçu d'une erreur de signe dans une formule .
Cela modifie la valeur de la température finale du mélange gazeux final qui est maintenant de 2945 K.

Ci-joint la nouvelle feuille de résultats.

[gts2]

Cela modifie la valeur de la température finale du mélange gazeux final.

Oui, mais comme, malgré de nombreuses demandes, on ne connait toujours pas l'état initial du mélange (est-ce 298 K, 778 K, 748 K ?) ni la composition 20% O2 et 80% de H2 qui ne réagissent pas plus 40% de H2 qui réagissent et sortent on ne sait d'où (c'est la recette du cocktail de Marius).

[Chatta]

Oui, mais comme, malgré de nombreuses demandes, on ne connait toujours pas l'état initial du mélange (est-ce 298 K, 778 K, 748 K ?) ni la composition 20% O2 et 80% de H2 qui ne réagissent pas plus 40% de H2 qui réagissent et sortent on ne sait d'où (c'est la recette du cocktail de Marius).

Est-ce qu'il y a des erreurs dans les calculs que j'ai faits?

[gts2]

On ne sait pas s'il y a des erreurs ou non : on ne connait pas l'état initial.

Vos calculs sont justes si :

la température initiale est de 748 K
le mélange initial est un mélange dans les proportions 1 mol de O2 pour 6 mol de H2

Est-ce le cas ?

[Chatta]

On ne sait pas s'il y a des erreurs ou non : on ne connait pas l'état initial.

Vos calculs sont justes si :

la température initiale est de 748 K
le mélange initial est un mélange dans les proportions 1 mol de O2 pour 6 mol de H2
Est-ce le cas ?

La température est comprimé d'une température de 298K à 748 K, et à partir de la tenpérature 748K il y a l'auto-allumage.

On a 1 mol de O2 pour 6 mol de H2

[gts2]

Dans ce cas, OK