Combustion du carburant

[magodeoz]

Bonjour,
J'ai quelques soucis avec cet exercice.

On suppose que l'essence utilisée pour une voiture est essentiellement constituée d'octane,de formule C₈H₁₈.La combustion de l'octane produit de l'eau et du dioxyde de carbone, et libère une énergie E₁=47MJ pour une masse m₁=1kg d'octane brûlé.

1) Ecrire et équilibrer la réaction de combustion de l'octane.
2)Le rendement thermique du moteur est noté r_t (rapport entre l'énergie mécanique fournie par le moteur, et l'énergie calorifique fournie par la combustion de l'essence).Exprimer ce rendement en fonction de la puissance mécanique totale P_T,et de la puissance calorifique fournie par la combustion de l'essence P_C.
3)Exprimer P_C en fonction du débit massique d'essence d_C (masse d'essence consommée par unité de temps),de E₁ et de m₁.On pourra raisonner sur un intervalle de temps Δt.
4)Exprimer alors le débit massique d'essence d_C en fonction de r_t,P_T,E₁ et m₁.
5)Calculer d_C pour une puissance P_T=27,5 kW et un rendement thermique r₁=35%.
6)En déduire la consommation de la voiture si elle effectue 100km dans ces conditions,en kg,puis en L d'essence (masse volumique de l'essence est p=700kg/m3).

Donc pour la 1), j'ai fait: 25 O₂+2C₈H₁₈-> 16 CO₂+18H₂O.
Pour la 2) J'ai juste dit que r_t=P_T/P_C
3)Je pensais que P_C = d_CxE1 . Le problème c'est que je ne fais pas apparaître la masse m₁ dans la formule....
4) 5) 6) Je n'y arrive pas à cause de la 3)
D'avance merci,
Mägodeoz
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[LPFR]

Bonjour.
Pour la 3 c'est correct. C'est une simple règle de 3: pour 1 kg vous avec 47 MJ, pour 'dc' (le nombre de kilogrammes consommés pendant une seconde) vous avez dc.47 MW.
Au revoir.

[magodeoz]

Merci de votre réponse LPFR.
Mais comment faire apparaître d_C, E₁ et m₁ dans la même expression?

[LPFR]

Re.
Je ne comprends pas votre intérêt de faire apparaitre m1.
Mais si vous y tenez, vous pouvez écrire Pc = dc.E1/m1, ce qui revient à ce que j'ai fait.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[magodeoz]

Merci beaucoup LPFR! Je voulais faire apparaître le m₁ ca c'est la question posée où l'on me demande d'exprimer en fonction de dC de E1 et de m1.
Je vais essayer 4-5-6 maintenant.
Je reviendrais poser des questions si j'ai (encore) des problèmes....

[magodeoz]

Pour la 4),
r_t=P_T/P_C=(P_T*m₁)/(d_C*E₁)
5) d_C=P_T*m₁/r_t*E₁=27,5*1000*1/(0,35*47*10⁶)=1,67*10^-3 kg/s. C'est juste?....

6) Je ne comprends pas...Comment dois-je faire? Je n'ai pas le temps que met la voiture pour faire les 100km...

[LPFR]

Re.
Si ça peut vous consoler, moi non plus.
Il n'y a aucune indication sur la consommation de la voiture au kilomètre ni sur l'émission de CO2, ou quelque chose qui permette de relier la consommation à la distance parcourue.
Relisez l'énoncé pour voir si vous n'avez pas raté une indication cachée.
A+

[magodeoz]

Bon...dans une précédente partie de l'exercice, il était écrit que la vitesse était constante et de 50 km/h..;.En admettant que les parties soient dépendantes...
J'aurais donc, t=2h=7200s.
DOnc la voiture consomme 7200*1,67*10^-3=12,024 kg d'essence ça vous paraît cohérent?....

Et donc en litre d'essence: p=700kg/m³=700/1000=0,7 kg/L
Donc on a une consommation de 0,7*12,024=8,42 L aux 100km.

[magodeoz]

Je ne m'y connais pas du tout en voiture...8,42L aux 100km en roulant à 50km/h ça reste réaliste comme valeur non...?

[LPFR]

Re.
Oui, ça reste réaliste pour les voitures actuelles... surtout quand ce sont des chiffres du constructeur.
A+

[magodeoz]

héhéhé oui c'est vrai...
Merci pour tout LPFR

[Tifoc]

Bonjour,

1 - Vous avez fait une grOsse faute pour convertir la conso en kg en conso en L. 12kg avec 0,7kg/L deviennet 17L et non pas 8,4...

2 - Les résultats sont absurdes : un véhicule de gamme moyenne consomme 6 à 7 L/100km à 90km/h. Comment voulez vous qu'il consomme 17L/100km (ou même 8,4...) à 50km/h ?

3 - Mon expérience m'a appris à ne pas chercher un résultat réaliste quand on résoud un problème de physicien (et je ne sais pas si je dois ou ). Ici, c'est la valeur donnée de la puissance de 27,5kW qui est débile... (c'est, en ordre de grandeurs, la puissance consommée par un véhicule léger sur autoroute !)

Je vous autorise à communiquer ce post à votre prof !

[magodeoz]

Ah..En effet, je me suis planté. C'était 12,024/0,7=17,2L et non 0,7*12,024=8,42 L aux 100km c'est bien ça?
Je ne comprends pas bien ces notions de consommation de voiture.Si la voiture grimpe par exemple,à 50km/h elle consomme plus que sur le plat ou pas?

[LPFR]

Re.
Une consommation de 17 litres aux 100 correspond à celle d'une "belle américaine" des années 50 ou 60.
Dans le plat, le moteur doit vaincre tous les frottements et pertes de rendement de la boite de vitesses et surtout la résistance à la pénétration dans l'air qui augmente (en gros) avec le carré de la vitesse.
Si, en plus, il faut monter, il faudra fournir encore plus de puissance.
Tout compte fait, c'est comme en vélo.
A+

[magodeoz]

Merci LPFR. Oui c'est logique...Plus de puissance pour grimper

A bientôt

Mägodeoz

[invite41a40b43]

Bonjour !
J'ai le même exercice à traiter.
J'ai un soucis pour la question 5 : ne faut-il pas convertir Pt en joule, et donc multiplier le numérateur par 3600 ?
Cela donne un résultat abérant de 6kg.s-1, cela dit, je me posais tout de même la question.

[magodeoz]

Bonjour,
Une puissance s'exprime en Watt.Pourquoi voudrais-tu mettre ça en Joule??