Auto-allumage du mélange Oxygène-Hydrogène

[Chatta]

Bonsoir,

J’ai fait des calculs sur l’auto-allumage du mélange oxygène-hydrogène dans un réservoir fermé, mais ce mélange de 0.08076 mol est composé 20% d’oxygène et 80% d’hydrogène qui ne seront pas réagi, en plus d’une quantité supplémentaire d’hydrogènes qui doivent être ajoutée pour combustion avec les 20% d’oxygènes mentionnés.

Je voudrais savoir si mes calculs sont corrects, si les Cp pour hydrogène et oxygène sont corrects, et si la considération de 0.08076 mol est correcte dans les calculs sans la mise de moles d’hydrogène qui doivent réagir avec les 20% d’hydrogène.

La chaleur échangée lors d'une transformation isobare vaut Q = nCp deltaT= nCp(TC-TB)

On simplifie la composition du mélange en l'assimilant à 20% O2 et 80% H2 qui ne réagissent pas

Donc 1 mole du mélange oxygène-hydrogène correspond à 0,2 mole de O2 et 0,8 mole de H2 qui ne réagissent pas
La réaction est H2 + 1/2 O2 = H2O
Donc avec 1 mole du mélange Oxygène-Hydrogène soit 0,2 mole de O2, il faut apporter le double en H2 soit 0,4 mole ce qui donnera autant de mole de H2O

Etat initial 1 mole du mélange (dont 0,8 mole de H sans combustion) ; 0,4 mole de H2 combustibles

Etat final 0,8 mole de H2 (qui n'ont pas réagi) et 0,4 mole de H2O : c'est cela qui sera chauffé avec l'énergie récupérée lors de la réaction.

Calcul du Cp = 28.82*0.8+36.2*0.4 = 37.552 J mol-1 K-1

Enthalpie à 0.08076 moles à 748 K : 242.8*0.08076*0.2*2 = -7843-224 = 8067 J

Q = 8067 J ; CP= 37.552 J mol-1 K-1 ; n = 0.08076 mol

TC-TB = Q /( nCp) = 8067/( 0.08076 *37.552) =2660 K
TC=TB +2869=747.83309 +2660 ; TC= 3407.83 K.

Merci bien
-----

[gts2]

Bonjour,

L'énoncé est assez incompréhensible. Ma traduction, peut-être à côté de la plaque :

Initial 0,2 mol O2 et 0,8 mol H2 qui donnent 0,4 mol H2O en consommant 0,4 mol de H2, il reste donc 0,4 mol de H2 ? Ou alors on ajoute du H2 : "une quantité supplémentaire d’hydrogènes qui doivent être ajoutée", mais dans ce cas le réservoir n'est pas fermé ?

On ne sait pas d'où sortent les 0.08076 mol qui de toute manière n'ont pas de conséquence sur la température (intensive).

Il faut être cohérent : si Cp est calculé avec 0,4 mol de H2O et 0,8 mol de H2 (qui serait 0,4 ?), il faut calculer le terme de réaction pour fabriquer 0,4 mol de H2O.
Remarque : votre Cp est en J/K
Ici vous tenez compte du 0,08076 pour vous en débarrasser après (dans votre calcul de TC-TB 0,08076 est au numérateur et au dénominateur)

D'où sort le -224 : correction des données à 25°C ?

[Chatta]

Bonjour,

L'énoncé est assez incompréhensible. Ma traduction, peut-être à côté de la plaque :

Initial 0,2 mol O2 et 0,8 mol H2 qui donnent 0,4 mol H2O en consommant 0,4 mol de H2, il reste donc 0,4 mol de H2 ? Ou alors on ajoute du H2 : "une quantité supplémentaire d’hydrogènes qui doivent être ajoutée", mais dans ce cas le réservoir n'est pas fermé ?

On ne sait pas d'où sortent les 0.08076 mol qui de toute manière n'ont pas de conséquence sur la température (intensive).

Il faut être cohérent : si Cp est calculé avec 0,4 mol de H2O et 0,8 mol de H2 (qui serait 0,4 ?), il faut calculer le terme de réaction pour fabriquer 0,4 mol de H2O.
Remarque : votre Cp est en J/K
Ici vous tenez compte du 0,08076 pour vous en débarrasser après (dans votre calcul de TC-TB 0,08076 est au numérateur et au dénominateur)

D'où sort le -224 : correction des données à 25°C ?

-224 c'est à une température d'auto-allumage Oxygène-Hydrogène (747.83309 k)

Je fais un mélange avec combustion d'excès d'hydrogènes avec l'oxygène. Je voudrais calculer l'autoallumage du mélange Oxygène-hydrogène avec des moles d'hgydrogène de 80% qui ne sont pas auto-allumés avec l'oxygène.

Je me suis trompé à l'égard de réservoir fermé.

[Chatta]

Bonjour,

L'énoncé est assez incompréhensible. Ma traduction, peut-être à côté de la plaque :

Initial 0,2 mol O2 et 0,8 mol H2 qui donnent 0,4 mol H2O en consommant 0,4 mol de H2, il reste donc 0,4 mol de H2 ? Ou alors on ajoute du H2 : "une quantité supplémentaire d’hydrogènes qui doivent être ajoutée", mais dans ce cas le réservoir n'est pas fermé ?

On ne sait pas d'où sortent les 0.08076 mol qui de toute manière n'ont pas de conséquence sur la température (intensive).

Il faut être cohérent : si Cp est calculé avec 0,4 mol de H2O et 0,8 mol de H2 (qui serait 0,4 ?), il faut calculer le terme de réaction pour fabriquer 0,4 mol de H2O.
Remarque : votre Cp est en J/K
Ici vous tenez compte du 0,08076 pour vous en débarrasser après (dans votre calcul de TC-TB 0,08076 est au numérateur et au dénominateur)

D'où sort le -224 : correction des données à 25°C ?

Est-ce qu'on peut considérer 20% d'oxygène avec 0.4% d'hydrogène et il reste 04%?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Chatta]

Oui,

J'ai fait les calculs suivants, veuillez les vérifier:

La chaleur échangée lors d'une transformation isobare vaut Q = nCp deltaT= nCp(TC-TB)
On simplifie la composition du mélange en l'assimilant à 20% O2 et 80% H2
Donc 1 mole du mélange oxygène-hydrogène correspond à 0,2 mole de O2 et 0,8 mole de H2
La réaction est H2 + 1/2 O2 = H2O
Donc avec 1 mole du mélange Oxygène-Hydrogène soit 0,2 mole de O2, il faut apporter le double en H2 soit 0,4 mole ce qui donnera autant de mole de H2O
Etat initial 1 mole du mélange (dont 0,8 mole de H2) ; 0,2 mole de O2 combustibles
Etat final 0,4 mole de H2 (qui n'ont pas réagi) et 0,4 mole de H2O : c'est cela qui sera chauffé avec l'énergie récupérée lors de la réaction.
Calcul du Cp = 28.82*0.4+36.2*0.4 = 26 J mol-1 K-1
Enthalpie à 0.08076 moles à 748 K : 242.8*0.08076*0.2*2 = -7843-224 = 8067 J
Q = 8067 J ; CP= 26 J mol-1 K-1 ; n = 0.08076 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 8067/( 0.08076 *26) =3841.56 K
TC=TB +2869=747.83309 +3841.56 ; TC= 4589.69 K.

[gts2]

-224 c'est à une température d'auto-allumage Oxygène-Hydrogène (747.83309 k)

Si -224 est une température on ne peut l'ajouter à une enthalpie (ce n'est pas homogène).
Je en vois pas trop le rapport entre 747 K et -224 (°C)
TB est à la température d'autoallumage ou à 747 K ?

Si vous voulez corriger votre enthalpie de réaction, il faut utiliser la relation donnant la variation de l'enthalpie avec la température (cela vous dit quelque chose ?) et dans ce cas interviendra l'écart entre la température d'utilisation (-224°C) et celle des tables (probablement 25°C)

Je fais un mélange avec combustion d'excès d'hydrogènes avec l'oxygène. Je voudrais calculer l'autoallumage du mélange Oxygène-hydrogène avec des moles d'hydrogène de 80% qui ne sont pas auto-allumés avec l'oxygène.

Cela veut dire quoi "calculer l'autoallumage" : ici vous calculez la température du mélange en sortie après autoallumage, c'est cela ?

Une nouvelle fois, la température étant intensive ne dépend pas des 0.08076 mol (extensive). Prenez 0,2 O2 + 0,8 H2 et n'en sortez pas.

Remarque de détail, une température (747.83309) à 8 chiffres significatifs, cela n'a pas grand sens.

[Chatta]

Si -224 est une température on ne peut l'ajouter à une enthalpie (ce n'est pas homogène).
Je en vois pas trop le rapport entre 747 K et -224 (°C)
TB est à la température d'autoallumage ou à 747 K ?

Si vous voulez corriger votre enthalpie de réaction, il faut utiliser la relation donnant la variation de l'enthalpie avec la température (cela vous dit quelque chose ?) et dans ce cas interviendra l'écart entre la température d'utilisation (-224°C) et celle des tables (probablement 25°C)


Cela veut dire quoi "calculer l'autoallumage" : ici vous calculez la température du mélange en sortie après autoallumage, c'est cela ?

Une nouvelle fois, la température étant intensive ne dépend pas des 0.08076 mol (extensive). Prenez 0,2 O2 + 0,8 H2 et n'en sortez pas.

Remarque de détail, une température (747.83309) à 8 chiffres significatifs, cela n'a pas grand sens.

J'ai essayé de calculer la variation d'enthalpie à 747 k, veuillez corriger s'il vous plaît:

(n(H2O)*Cp*Delta T)*n(mélange Oxygène et hydrogène)
0,034*(-14,67)*(3000-748)=-1123.25 J

J'ai supposé que la température visée est 3000k

[gts2]

Vous vous compliquez toujours la vie (et donc alourdissez les calculs) avec vos 0.08076 mol.

n(H2O)*Cp*(Delta T)=0,034*(-14,67)*(3000-748)=-1123.25 J
Je suppose que le "n(mélange Oxygène et hydrogène)" est en trop.
Ceci est le calcul de la variation d'enthalpie de l'eau lorsqu'elle passe de 748 à 3000 K
Le Cp est alors le Cp de l'eau (36,2 comme vous l'aviez indiqué au début) qui est positif, donc d'où vient ce -14,67 ?

En gros, votre calcul de départ était presque correct, il y avait quelques problèmes :
1- composition du mélange
2- correction de l'enthalpie de réaction incorrecte
3- complication inutile avec mélange défini parfois avec 0,2 + 0,8 et parfois avec 0.08076 mol.

1 a l'air réglé
2 allez voir par ex. unisciel.fr/chimie ou faites passer les réactifs à la température des tables avant de faire la réaction.
3 prenez comme système initial 0,2 O2+0,8 H2 et n'en changez pas.

[gts2]

A moins que -14,67 soit (avec mes tables, j'ai -9,9 J+mol/K, donc cela pourrait être cela).

Et dans ce cas, votre calcul serait le correctif à l'enthalpie de réaction et donc le ΔT serait (747-298) en supposant que les tables soit à 25°C.

[Chatta]

A moins que -14,67 soit (avec mes tables, j'ai -9,9 J+mol/K, donc cela pourrait être cela).

Et dans ce cas, votre calcul serait le correctif à l'enthalpie de réaction et donc le ΔT serait (747-298) en supposant que les tables soit à 25°C.

Pouvez-vous m'envoyer un lien sur les tables?
J'ai essayé de faire les calculs avec -9,9J+mol/k

n(H2O)*delta r * Cp*(Delta T)=0,034*(-9,9)*(3000-748)=-758 J

Veuillez m'aider s'il vous plaît

[gts2]

Pouvez-vous m'envoyer un lien sur les tables ?

Mes tables sont des tables papier.
Il vaut mieux utiliser vos données.
Sinon : Tables-Thermodynamique

J'ai essayé de faire les calculs avec -9,9J/mol/K

Gardez plutôt vos valeurs (pour la cohérence de vos calculs)

n(H2O)*delta r * Cp*(Delta T)=0,034*(-9,9)*(3000-748)=-758 J Veuillez m'aider s'il vous plaît

On reprend
- On effectue la réaction à TB=748 K alors que la donnée des tables est à 25°C. Il faut donc effectuer la correction pour passer de 25°C à 748 K. Donc le Delta T est 1) dans l'autre sens : 748-xxx et 2) le xxx c'est la température des tables 25°C=298 K.
- Puis on chauffe les produits de 748 K à TC, température finale.

[Chatta]

Mes tables sont des tables papier.
Il vaut mieux utiliser vos données.
Sinon : Tables-Thermodynamique


Gardez plutôt vos valeurs (pour la cohérence de vos calculs)


On reprend
- On effectue la réaction à TB=748 K alors que la donnée des tables est à 25°C. Il faut donc effectuer la correction pour passer de 25°C à 748 K. Donc le Delta T est 1) dans l'autre sens : 748-xxx et 2) le xxx c'est la température des tables 25°C=298 K.
- Puis on chauffe les produits de 748 K à TC, température finale.

J'ai fait les calculs suivants, mais j'ai trouvé des problèmes dans le calcul de Q à cause de la détermination du nombre de moles. J'ai fait le premier calcul en adoptant le nombre de moles de tout le mélange Oxygène-Hydrogène, avec l'hydrogène qui réagit, alors que dans le deuxième calcul j'ai mis le nombre de moles qui n'ont pas réagi avec H2O, pouvez-vous me corriger s'il vous plaît?
La chaleur échangée lors d'une transformation isobare vaut Q = nCp deltaT= nCp(TC-TB)
On simplifie la composition de l'air en l'assimilant à 20% O2 et 80% N2
Donc 1 mole d'air correspond à 0,2 mole de O2 et 0,8 mole de N2
La réaction est H2 + 1/2 O2 = H2O
Donc avec 1 mole d'air soit 0,2 mole de O2, il faut apporter le double en H2 soit 0,4 mole ce qui donnera autant de mole de H2O
Etat initial 1 mole d'air (dont 0,8 mole de N2) ; 0,4 mole de H2
Etat final 0,8 mole de N2 (qui n'ont pas réagi) et 0,4 mole de H2O : c'est cela que vous allez chauffer avec l'énergie récupérée lors de la réaction.

Nombre de moles d’Hydrogène qui ne réagit pas : 5.537 mol
Nombre de moles d’Oxygène : 1.384 mol
Nombre de mol d’Oxygène qui réagit : 2.77 mol
Nombre de moles du mélange Oxygène-Hydrogène : 8.3 moles

Calcul du Cp = 29.1*0.8+36.2*0.4 = 37.76 J mol-1 K-1
Remarque (Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)
Q = 582096 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 582096 /( 8.3 *37.76) =1857.3 K
TC=TB +1857.3 =747.83309 +1857.3 ; TC= 2605 K.
*** Remarque (Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J)
Q = 671960 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K
TC=TB +2144 =747.83309 +2144 ; TC= 2891 K.

[Chatta]

Mes tables sont des tables papier.
Il vaut mieux utiliser vos données.
Sinon : Tables-Thermodynamique


Gardez plutôt vos valeurs (pour la cohérence de vos calculs)


On reprend
- On effectue la réaction à TB=748 K alors que la donnée des tables est à 25°C. Il faut donc effectuer la correction pour passer de 25°C à 748 K. Donc le Delta T est 1) dans l'autre sens : 748-xxx et 2) le xxx c'est la température des tables 25°C=298 K.
- Puis on chauffe les produits de 748 K à TC, température finale.

J'ai fait les calculs suivants, mais j'ai trouvé des problèmes dans le calcul de Q à cause de la détermination du nombre de moles. J'ai fait le premier calcul en adoptant le nombre de moles de tout le mélange Oxygène-Hydrogène, avec l'hydrogène qui réagit, alors que dans le deuxième calcul j'ai mis le nombre de moles qui n'ont pas réagi avec H2O, pouvez-vous me corriger s'il vous plaît?
La chaleur échangée lors d'une transformation isobare vaut Q = nCp deltaT= nCp(TC-TB)
On simplifie la composition de l'air en l'assimilant à 20% O2 et 80% N2
Donc 1 mole d'air correspond à 0,2 mole de O2 et 0,8 mole de N2
La réaction est H2 + 1/2 O2 = H2O
Donc avec 1 mole d'air soit 0,2 mole de O2, il faut apporter le double en H2 soit 0,4 mole ce qui donnera autant de mole de H2O
Etat initial 1 mole d'air (dont 0,8 mole de N2) ; 0,4 mole de H2
Etat final 0,8 mole de N2 (qui n'ont pas réagi) et 0,4 mole de H2O : c'est cela que vous allez chauffer avec l'énergie récupérée lors de la réaction.

Nombre de moles d’Hydrogène qui ne réagit pas : 5.537 mol
Nombre de moles d’Oxygène : 1.384 mol
Nombre de mol d’Oxygène qui réagit : 2.77 mol
Nombre de moles du mélange Oxygène-Hydrogène : 8.3 moles

Calcul du Cp = 29.1*0.8+36.2*0.4 = 37.76 J mol-1 K-1
Remarque (Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)
Q = 582096 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 582096 /( 8.3 *37.76) =1857.3 K
TC=TB +1857.3 =747.83309 +1857.3 ; TC= 2605 K.
*** Remarque (Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J)
Q = 671960 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K
TC=TB +2144 =747.83309 +2144 ; TC= 2891 K.

Le problème est ici:
1-Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)
2- Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J)

J'ai un problème également ici: j'ai considéré tout le nombre de moles avec l'hydrogène qui réagit
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K

[Chatta]

Mes tables sont des tables papier.
Il vaut mieux utiliser vos données.
Sinon : Tables-Thermodynamique


Gardez plutôt vos valeurs (pour la cohérence de vos calculs)


On reprend
- On effectue la réaction à TB=748 K alors que la donnée des tables est à 25°C. Il faut donc effectuer la correction pour passer de 25°C à 748 K. Donc le Delta T est 1) dans l'autre sens : 748-xxx et 2) le xxx c'est la température des tables 25°C=298 K.
- Puis on chauffe les produits de 748 K à TC, température finale.

J'ai fait les calculs suivants, mais j'ai trouvé des problèmes dans le calcul de Q à cause de la détermination du nombre de moles. J'ai fait le premier calcul en adoptant le nombre de moles de tout le mélange Oxygène-Hydrogène, avec l'hydrogène qui réagit, alors que dans le deuxième calcul j'ai mis le nombre de moles qui n'ont pas réagi avec H2O, pouvez-vous me corriger s'il vous plaît?
La chaleur échangée lors d'une transformation isobare vaut Q = nCp deltaT= nCp(TC-TB)
On simplifie la composition de l'air en l'assimilant à 20% O2 et 80% N2
Donc 1 mole d'air correspond à 0,2 mole de O2 et 0,8 mole de N2
La réaction est H2 + 1/2 O2 = H2O
Donc avec 1 mole d'air soit 0,2 mole de O2, il faut apporter le double en H2 soit 0,4 mole ce qui donnera autant de mole de H2O
Etat initial 1 mole d'air (dont 0,8 mole de N2) ; 0,4 mole de H2
Etat final 0,8 mole de N2 (qui n'ont pas réagi) et 0,4 mole de H2O : c'est cela que vous allez chauffer avec l'énergie récupérée lors de la réaction.

Nombre de moles d’Hydrogène qui ne réagit pas : 5.537 mol
Nombre de moles d’Oxygène : 1.384 mol
Nombre de mol d’Oxygène qui réagit : 2.77 mol
Nombre de moles du mélange Oxygène-Hydrogène : 8.3 moles

Calcul du Cp = 29.1*0.8+36.2*0.4 = 37.76 J mol-1 K-1
Remarque (Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)
Q = 582096 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 582096 /( 8.3 *37.76) =1857.3 K
TC=TB +1857.3 =747.83309 +1857.3 ; TC= 2605 K.
*** Remarque (Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J)
Q = 671960 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K
TC=TB +2144 =747.83309 +2144 ; TC= 2891 K.

Le problème est ici:
1-Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)***Ici j'ai mis le nombre de moles total de tout l'Oxygène et l'Hydrogène, dont l'hydrogène qui réagit
2- Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J) ***ici j'ai adopté le nombre de moles d'hydrogène qui n'a pas réagi avec le nombre de moles d'Oxygène

J'ai un problème également ici: j'ai considéré tout le nombre de moles avec l'hydrogène qui réagit
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K

[gts2]

Etat initial 1 mole d'air (dont 0,8 mole de N2) ; 0,4 mole de H2

Vous avez changé de problème : initialement c'était un mélange O2/H2 avec H2 en excès, maintenant c'est un mélange air/H2 avec H2 stoechiométrique.

[Chatta]

Vous avez changé de problème : initialement c'était un mélange O2/H2 avec H2 en excès, maintenant c'est un mélange air/H2 avec H2 stoechiométrique.

Le mélange c'est O2/H2 avec excès d'hydrogène mais je me suis trompé dans l'autographe.

La chaleur échangée lors d'une transformation isobare vaut Q = nCp deltaT= nCp(TC-TB)
On simplifie la composition de l'oxygène en l'assimilant à 20% O2 et 80% H2
Donc 1 mole d'oxygène correspond à 0,2 mole de O2 et 0,8 mole de H2
La réaction est H2 + 1/2 O2 = H2O
Donc avec 1 mole d'oxygène soit 0,2 mole de O2, il faut apporter le double en H2 soit 0,4 mole ce qui donnera autant de mole de H2O
Etat initial 1 mole d'oxygène (dont 0,8 mole de N2) ; 0,4 mole de H2
Etat final 0,8 mole de H2 (qui n'ont pas réagi) et 0,4 mole de H2O : c'est cela que vous allez chauffer avec l'énergie récupérée lors de la réaction.

Nombre de moles d’Hydrogène qui ne réagit pas : 5.537 mol
Nombre de moles d’Oxygène : 1.384 mol
Nombre de mol d’Oxygène qui réagit : 2.77 mol
Nombre de moles du mélange Oxygène-Hydrogène : 8.3 moles

Calcul du Cp = 29.1*0.8+36.2*0.4 = 37.76 J mol-1 K-1
Remarque (Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)
Q = 582096 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 582096 /( 8.3 *37.76) =1857.3 K
TC=TB +1857.3 =747.83309 +1857.3 ; TC= 2605 K.
*** Remarque (Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J)
Q = 671960 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K
TC=TB +2144 =747.83309 +2144 ; TC= 2891 K.

Le problème est ici:
1-Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)***Ici j'ai mis le nombre de moles total de tout l'Oxygène et l'Hydrogène, dont l'hydrogène qui réagit
2- Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J) ***ici j'ai adopté le nombre de moles d'hydrogène qui n'a pas réagi avec le nombre de moles d'Oxygène

J'ai un problème également ici: j'ai considéré tout le nombre de moles avec l'hydrogène qui réagit
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K

[Chatta]

Vous avez changé de problème : initialement c'était un mélange O2/H2 avec H2 en excès, maintenant c'est un mélange air/H2 avec H2 stoechiométrique.

Le mélange c'est O2/H2 avec excès d'hydrogène mais je me suis trompé dans l'autographe.

La chaleur échangée lors d'une transformation isobare vaut Q = nCp deltaT= nCp(TC-TB)
On simplifie la composition de l'oxygène en l'assimilant à 20% O2 et 80% H2
Donc 1 mole d'oxygène correspond à 0,2 mole de O2 et 0,8 mole de H2
La réaction est H2 + 1/2 O2 = H2O
Donc avec 1 mole d'oxygène soit 0,2 mole de O2, il faut apporter le double en H2 soit 0,4 mole ce qui donnera autant de mole de H2O
Etat initial 1 mole d'oxygène (dont 0,8 mole de H2) ; 0,4 mole de H2
Etat final 0,8 mole de H2 (qui n'ont pas réagi) et 0,4 mole de H2O : c'est cela que vous allez chauffer avec l'énergie récupérée lors de la réaction.

Nombre de moles d’Hydrogène qui ne réagit pas : 5.537 mol
Nombre de moles d’Oxygène : 1.384 mol
Nombre de mol d’Oxygène qui réagit : 2.77 mol
Nombre de moles du mélange Oxygène-Hydrogène : 8.3 moles

Calcul du Cp = 29.1*0.8+36.2*0.4 = 37.76 J mol-1 K-1
Remarque (Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)
Q = 582096 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 582096 /( 8.3 *37.76) =1857.3 K
TC=TB +1857.3 =747.83309 +1857.3 ; TC= 2605 K.
*** Remarque (Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J)
Q = 671960 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K
TC=TB +2144 =747.83309 +2144 ; TC= 2891 K.

Le problème est ici:
1-Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)***Ici j'ai mis le nombre de moles total de tout l'Oxygène et l'Hydrogène, dont l'hydrogène qui réagit
2- Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J) ***ici j'ai adopté le nombre de moles d'hydrogène qui n'a pas réagi avec le nombre de moles d'Oxygène

J'ai un problème également ici: j'ai considéré tout le nombre de moles avec l'hydrogène qui réagit
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K

[gts2]

Etat initial 1 mole d'air (dont 0,8 mole de N2) ; 0,4 mole de H2
Etat final 0,8 mole de N2 (qui n'ont pas réagi) et 0,4 mole de H2O : c'est cela que vous allez chauffer avec l'énergie récupérée lors de la réaction.

Nombre de moles d’Hydrogène qui ne réagit pas : 5.537 mol
Nombre de moles d’Oxygène : 1.384 mol
Nombre de mol d’Oxygène qui réagit : 2.77 mol
Nombre de moles du mélange Oxygène-Hydrogène : 8.3 moles

Commencer par définir clairement votre système : il y 0,2 moles de O2 ou 1,284 ? 0,4 moles de H2 ou 5,537 ?
D'autre part s'il y a 1,384 mol de O2, je ne vois pas d'où sortent les 2,77 mol de O2 qui réagissent.

Je vais regarder les calculs, mais la première chose à faire est d'avoir un énoncé cohérent.

[Chatta]

Commencer par définir clairement votre système : il y 0,2 moles de O2 ou 1,284 ? 0,4 moles de H2 ou 5,537 ?
D'autre part s'il y a 1,384 mol de O2, je ne vois pas d'où sortent les 2,77 mol de O2 qui réagissent.

Je vais regarder les calculs, mais la première chose à faire est d'avoir un énoncé cohérent.

Les 2,77 sont l'hydrogène qui réagit avec les 1,384 moles d'oxygène

Les 0,2 d'oxygène c'est 20% et les 0,4 c'est les H2O

[Chatta]

Commencer par définir clairement votre système : il y 0,2 moles de O2 ou 1,284 ? 0,4 moles de H2 ou 5,537 ?
D'autre part s'il y a 1,384 mol de O2, je ne vois pas d'où sortent les 2,77 mol de O2 qui réagissent.

Je vais regarder les calculs, mais la première chose à faire est d'avoir un énoncé cohérent.

Nombre de moles d’Hydrogène qui ne réagit pas : 5.537 mol
Nombre de moles d’Oxygène : 1.384 mol
Nombre de mol d’Hydrogène qui réagit : 2.77 mol
Nombre de moles du mélange Oxygène-Hydrogène : 8.3 moles

Calcul du Cp = 29.1*0.8+36.2*0.4 = 37.76 J mol-1 K-1
Remarque (Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)
Q = 582096 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 582096 /( 8.3 *37.76) =1857.3 K
TC=TB +1857.3 =747.83309 +1857.3 ; TC= 2605 K.
*** Remarque (Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J)
Q = 671960 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K
TC=TB +2144 =747.83309 +2144 ; TC= 2891 K.

Le problème est ici:
1-Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)***Ici j'ai mis le nombre de moles total de tout l'Oxygène et l'Hydrogène, dont l'hydrogène qui réagit
2- Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J) ***ici j'ai adopté le nombre de moles d'hydrogène qui n'a pas réagi avec le nombre de moles d'Oxygène

J'ai un problème également ici: j'ai considéré tout le nombre de moles avec l'hydrogène qui réagit
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K

[Chatta]

Commencer par définir clairement votre système : il y 0,2 moles de O2 ou 1,284 ? 0,4 moles de H2 ou 5,537 ?
D'autre part s'il y a 1,384 mol de O2, je ne vois pas d'où sortent les 2,77 mol de O2 qui réagissent.

Je vais regarder les calculs, mais la première chose à faire est d'avoir un énoncé cohérent.

Voici les calculs:

Nombre de moles d’Hydrogène qui ne réagit pas : 5.537 mol
Nombre de moles d’Oxygène : 1.384 mol
Nombre de mol d’Hydrogène qui réagit : 2.77 mol
Nombre de moles du mélange Oxygène-Hydrogène : 8.3 moles

Calcul du Cp = 29.1*0.8+36.2*0.4 = 37.76 J mol-1 K-1
Remarque (Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)
Q = 582096 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 582096 /( 8.3 *37.76) =1857.3 K
TC=TB +1857.3 =747.83309 +1857.3 ; TC= 2605 K.
*** Remarque (Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J)
Q = 671960 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K
TC=TB +2144 =747.83309 +2144 ; TC= 2891 K.

Le problème est ici:
1-Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)***Ici j'ai mis le nombre de moles total de tout l'Oxygène et l'Hydrogène, dont l'hydrogène qui réagit
2- Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J) ***ici j'ai adopté le nombre de moles d'hydrogène qui n'a pas réagi avec le nombre de moles d'Oxygène

J'ai un problème également ici: j'ai considéré tout le nombre de moles avec l'hydrogène qui réagit
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K

Veuillez m'excuser pour l'erreur, et vérifier les calculs

[gts2]

Calcul du Cp = 29.1*0.8+36.2*0.4 = 37.76 J mol-1 K-1

Cp ce sont des J/K : vous avez multiplié des J/mol/K par des mol.

Remarque (Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)

Je répète : définissez votre système et n'en changer pas en cours de route.

Q = 582096 J ; CP= 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 8.3 mol

Déjà dit : votre Cp N'est PAS un Cp molaire

Remarque (Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J)

Pourquoi 6,92 maintenant ?

Le problème est ici:
1-Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)***Ici j'ai mis le nombre de moles total de tout l'Oxygène et l'Hydrogène, dont l'hydrogène qui réagit
2-Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J) ***ici j'ai adopté le nombre de moles d'hydrogène qui n'a pas réagi avec le nombre de moles d'Oxygène

J'ai un problème également ici: j'ai considéré tout le nombre de moles avec l'hydrogène qui réagit
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 8.3 *37.76) =2144 K

Le problème est ici:
1-Enthalpie à 8.3 moles à 748 K : 242.8*8.3 *0.2*2 = -806096-224 = 582096 J)***Ici j'ai mis le nombre de moles total de tout l'Oxygène et l'Hydrogène, dont l'hydrogène qui réagit
2-Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J) ***ici j'ai adopté le nombre de moles d'hydrogène qui n'a pas réagi avec le nombre de moles d'Oxygène

Le facteur multiplicatif est l'avancement de la réaction : le plus simple est un tableau d'avancement, mais sinon, ici, il n'y a pas de H2O au début et donc l'avancement c'est n(H2O) (coeff. stoech. 1)
Donc avec le système le plus simple (le premier) l'enthalpie est 0,4*242,8 en kJ.
avec un C majuscule (système et pas molaire)

[gts2]

Nombre de moles d’Hydrogène qui ne réagit pas : 5.537 mol
Nombre de moles d’Oxygène : 1.384 mol
Nombre de mol d’Hydrogène qui réagit : 2.77 mol
Nombre de moles du mélange Oxygène-Hydrogène : 8.3 moles

Remarque : pour simplifier les calculs, les notations, éviter les erreurs d'arrondi, je dirai plutôt
Nombre de moles d’Hydrogène qui ne réagit pas : n*4
Nombre de moles d’Oxygène : n=1.384 mol
Nombre de mol d’Hydrogène qui réagit : n*2
Nombre de moles du mélange Oxygène-Hydrogène : n*5

L'origine du H2 qui réagit est toujours aussi brumeux : d'où vient-il ?

Calcul du Cp = 29.1*0.8+36.2*0.4 = 37.76 J mol-1 K-1

Je répète : ceci N'est PAS un Cp molaire : un Cp molaire est le Cp d'une mole : ici vous en avez 0,8+0,4=1,2
Vu votre calcul de Cp (et les 0,8 de H2) la quantité de O2/H2 est n*7.

[Chatta]

Remarque : pour simplifier les calculs, les notations, éviter les erreurs d'arrondi, je dirai plutôt
Nombre de moles d’Hydrogène qui ne réagit pas : n*4
Nombre de moles d’Oxygène : n=1.384 mol
Nombre de mol d’Hydrogène qui réagit : n*2
Nombre de moles du mélange Oxygène-Hydrogène : n*5

L'origine du H2 qui réagit est toujours aussi brumeux : d'où vient-il ?


Je répète : ceci N'est PAS un Cp molaire : un Cp molaire est le Cp d'une mole : ici vous en avez 0,8+0,4=1,2
Vu votre calcul de Cp (et les 0,8 de H2) la quantité de O2/H2 est n*7.

Est-ce que je dois calculer le Cp molaire par la formule suivante:

Cp molaire = Cp système/ nombre de moles?

Est-ce que je dois utiliser utiliser le Cp molaire dans calculs et le multiplier avec le nombre de moles?

[gts2]

Est-ce que je dois calculer le Cp molaire par la formule suivante:
Cp molaire = Cp système/ nombre de moles?
Est-ce que je dois utiliser utiliser le Cp molaire dans calculs et le multiplier avec le nombre de moles?

Oui, vous pouvez le faire, mais, à mon avis, c'est une complication inutile :
- vous définissez votre système
- vous calculez sa variation d'enthalpie à partir de à la température initiale et du Cp du système dans l'état final.

[Chatta]

Oui, vous pouvez le faire, mais, à mon avis, c'est une complication inutile :
- vous définissez votre système
- vous calculez sa variation d'enthalpie à partir de à la température initiale et du Cp du système dans l'état final.

J’ai fait les calculs suivants en se basant sur vos instructions, pouvez-vous les vérifier s’il vous plaît ?


Nombre de moles d’oxygène : 1,384 moles
Nombre de mole d’Hydrogène qui réagit : N*2 = 2.768 moles
Nombre de moles d’Hydrogène qui ne réagit pas : N*4 = 5.536 moles
Nombre de moles Oxygène-Hydrogène : N* 5 = 6,92 moles

Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J
Q = 671960 J ; Cp du système = 37.76 J K-1 ; n = 6.92 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 6.92 *37.76) =2571.6 K
TC=TB +2571.6 =747.83 +2571.6 ; TC= 3319.44 K.

[gts2]

Nombre de mole d’Hydrogène qui réagit : N*2 = 2.768 moles
Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J

S'il y 2*N moles H2 qui réagissent, alors il y a 2*N moles H2O formées donc l'avancement de la réaction est 2*N.
Vous avez tendance à vous compliquer la vie.

Nombre de moles d’Hydrogène qui ne réagit pas : N*4 = 5.536 moles
Cp du système = 37.76 J K-1

Votre système c'est 4*N moles de H2 et 2*N moles de H2O soit Cp=4NCp(H2)++2N*Cp(H2O)
Je ne vois pas comment vous pouvez trouver 37,76=29.1*0.8+36.2*0.4 qui est le Cp de 0,8 mol H2 et 0,4 mol H2O
Vous changez de système en cours de route

Q = 671960 J ; Cp du système = 37.76 J K-1 ; n = 6.92 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 6.92 *37.76) =2571.6 K

Le Cp de Q/(nCp) est un Cp molaire, ce n'est pas le Cp du système.
Vérifiez l'homogénéité de vos relations (simplement en regardant les unités) : : cela ne marche pas.

[Chatta]

S'il y 2*N moles H2 qui réagissent, alors il y a 2*N moles H2O formées donc l'avancement de la réaction est 2*N.
Vous avez tendance à vous compliquer la vie.


Votre système c'est 4*N moles de H2 et 2*N moles de H2O soit Cp=4NCp(H2)++2N*Cp(H2O)
Je ne vois pas comment vous pouvez trouver 37,76=29.1*0.8+36.2*0.4 qui est le Cp de 0,8 mol H2 et 0,4 mol H2O
Vous changez de système en cours de route


Le Cp de Q/(nCp) est un Cp molaire, ce n'est pas le Cp du système.
Vérifiez l'homogénéité de vos relations (simplement en regardant les unités) : : cela ne marche pas.

J'ai essayé de rectifier les calculs, pouvez-vous les vérifier?

Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J
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
Cp molaire = Cp système/ nombre de moles
Cp molaire= 261.3 / 6,92 = 37.76 J mol-1 K-1
Q = 671960 J ; Cp molaire = 37.76 J mol-1 K-1 ; n = 6.92 mol
TC-TB = Q /( nCp) = 671960 /( 6.92 *37.76) =2571.6 K
TC=TB +2571.6 =747.83 +2571.6 ; TC= 3319.44 K.

[gts2]

Enthalpie à 6.92 moles à 748 K : 242.8*6.92 *0.2*2 = -674184.6-224 = 671960 J

Raisonner littéralement sinon c'est illisible

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

OK mais quel est l'intérêt de faire le calcul numérique ?
On fait les calculs numériques à la fin après simplification et en évitant les erreurs d'arrondi.

Cp molaire = Cp système/ nombre de moles
Cp molaire= 261.3 / 6,92 = 37.76 J mol-1 K-1.

Vous tenez vraiment à vous compliquer la vie. Et plus c'est compliqué, plus on a de chances de se tromper la quantité de matière à chauffer est 6N (4N+2N) soit 8,304 mol pas 6,92 (cela c'est en B pas entre B' et C)

Traduction par un dessin :

Sans-titre.pdf

Les deux ? donnent quoi et donc que vaut TC

Je n'ai toujours pas compris d'où sortent les 2n H2 que j'ai mis en rouge.

[Chatta]

Raisonner littéralement sinon c'est illisible

OK mais quel est l'intérêt de faire le calcul numérique ?
On fait les calculs numériques à la fin après simplification et en évitant les erreurs d'arrondi.

Vous tenez vraiment à vous compliquer la vie. Et plus c'est compliqué, plus on a de chances de se tromper la quantité de matière à chauffer est 6N (4N+2N) soit 8,304 mol pas 6,92 (cela c'est en B pas entre B' et C)

Traduction par un dessin :

Pièce jointe 508237

Les deux ? donnent quoi et donc que vaut TC

Je n'ai toujours pas compris d'où sortent les 2n H2 que j'ai mis en rouge.

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

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