Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE
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Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE



  1. #1
    Whim

    Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE


    ------

    Bonjour tout le monde,

    Je m'intéresse à l'énergie sous forme de chaleur que peut transmettre une bouillote en comparaison avec un moyen traditionnel comme un radiateur électrique (la bouillote présentant l'avantage de la mobilité si on a accès à un feu et une casserole à l'extérieur).

    Pour comparer les valeurs, j'ai posé que le radiateur 3000 Wh fonctionnait 8h.

    On a donc E=énergie en J=3000*8=24kJ

    Pour la bouillote, j'ai pris une formule de l'enthalpie où les paramètres sont la capacité thermique massique de l'eau c, dT=différentiel température, dH=différentiel enthalpie et dH=c*dT (je sais qu'il manque une partie de la formule, mais si mes souvenirs de thermodynamiques sont exactes, cela concerne un travail PdV, qui n'existe pas dans notre modélisation puisque aucune variation de pression n'est observée).

    En travaillant la formule et en l'intégrant, je pose les bornes de l'intégrale à un cas idéal: pour une température extérieure de 10°C l'eau de la bouillote est portée jusqu'à 99°C (puisqu'on ne peut garder l'eau liquide au delà).

    c=4100 J/(K*kg) environ

    On a donc H=4100*(99-10)=364900 J
    Si cette bouillote fait 0.2kg d'eau, il me semble qu'on peut déduire une enthalpie finale de 20% de la valeur trouvée, donc Hfinal=72980 J, une valeur qui me semble assez excessive à priori, surtout si on la compare avec un radiateur électrique alimenté par le secteur !

    Si je vous fais part de ce raisonnement, c'est parce que je me doute qu'il y a une ou plusieurs erreurs dans mon calcul, ou raisonnement.

    Pensez-vous que ce soit bon ?

    Cordialement.

    -----

  2. #2
    Sethy

    Re : Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE

    Déjà dans le système international, l'unité de temps est la seconde. Donc le Wh doit être multiplié par 3600 pour pouvoir être converti en Joules.

  3. #3
    Whim

    Re : Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE

    Sethys

    Déjà dans le système international, l'unité de temps est la seconde. Donc le Wh doit être multiplié par 3600 pour pouvoir être converti en Joules.
    En effet.

    J'ai du mal avec les unités utilisées dans le commerce. D'après wikipédia, 1kWh = 3.6 MJ (ce qui rejoins ce que tu dis, puisque 1000*3600 = 3 600 000).

    Si on fait le rapport entre Hfinal et E on a environ 11000, donc la solution radiateur libère 11000 fois plus d'énergie pour se chauffer que la bouillote.

    Mais je ne sais toujours pas si le calcul de l'enthalpie est correct, au moins sur le papier.

  4. #4
    Sethy

    Re : Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE

    Oui, d'après moi les autres calculs sont bons. La formule habituelle, c'est Q = c.m.Delta T, donc effectivement, Q = 4100 * 0,2 * (99-10). Note, j'aurais plutôt calculé avec (99-20) mais soit.

    0,2 kg d'eau chaude, c'est "en gros" la contenance d'un "mug" de café ... si on compte sur lui pour réchauffer ne fut-ce qu'une petite pièce ... c'est pas gagné !

    D'autre part, un radiateur de 3000 W, c'est quand même déjà un appareil conséquent puisqu'il nécessite 16 A pour fonctionner. De mémoire, le soleil a une puissance d'environ 1000 W/m2.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Whim

    Re : Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE

    0,2 kg d'eau chaude, c'est "en gros" la contenance d'un "mug" de café ... si on compte sur lui pour réchauffer ne fut-ce qu'une petite pièce ... c'est pas gagné !
    Absolument, c'est peu.

    Mon astuce réside en plusieurs paliers pour se chauffer:
    -une couverture de survie réfléchissant 90% du rayonnement IR (la chaleur corporelle devrait rester à priori dans le corps)
    -des vêtements isolants particulièrement conçus pour (combinaison de froid par exemple)
    -un sac de couchage si nécessaire, en particulier le design "momie" avec excellente retenue de la chaleur

    D'autre part, un radiateur de 3000 W, c'est quand même déjà un appareil conséquent
    C'est ce qu'il me semblait aussi. 1kWh me semblait davantage un standard.
    Si on part de cette hypothèse, cela abaisserait le ratio à 3667, bof bof malgré tout.

  7. #6
    FC05

    Re : Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE

    Citation Envoyé par Whim Voir le message
    C'est ce qu'il me semblait aussi. 1kWh me semblait davantage un standard.
    1 kW, c'est une unité de puissance, le kWh est une énergie.
    Par exemple un radiateur de 3kW qui fonctionne 20 minutes consomme 1 kWh.

    Cette confusion est énervante, c'est du niveau de confondre distance et vitesse !
    Malheureusement elle est récurrente, y compris parmi les "hauts décideurs" et les "escrologistes". (*)



    (*) Un "escroligiste" vit de l'écologie au dépend des autres, un "écologiste", vit l'écologie pour le bien des autres.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  8. #7
    f6bes

    Re : Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE

    Citation Envoyé par Whim Voir le message
    Absolument, c'est peu.

    Mon astuce réside en plusieurs paliers pour se chauffer:
    -une couverture de survie réfléchissant 90% du rayonnement IR (la chaleur corporelle devrait rester à priori dans le corps)
    -des vêtements isolants particulièrement conçus pour (combinaison de froid par exemple)
    -un sac de couchage si nécessaire, en particulier le design "momie" avec excellente retenue de la chaleur
    Bjr à toi, Bref pas de s'encombrer d'une bouillotte, si tu es équipé avec un équipement de..."survie"!!
    Bonne journée

  9. #8
    Whim

    Re : Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE

    FC05

    1 kW, c'est une unité de puissance, le kWh est une énergie.
    Par exemple un radiateur de 3kW qui fonctionne 20 minutes consomme 1 kWh.

    Cette confusion est énervante, c'est du niveau de confondre distance et vitesse !
    Malheureusement elle est récurrente, y compris parmi les "hauts décideurs" et les "escrologistes". (*)
    Bin je suis d'accord avec toi, moi aussi ça m'énerve, mais on vit dans un monde où les commerciaux affichent les étiquettes qu'ils veulent et nous on doit faire avec (ce qui est d'autant plus embêtant quand on a entendu parlé de watt pour des puissances et de joules pour l'énergie tout au long de ses études, et pas de cheval-vapeur, de Wh, de watt non RMS, etc...).

    Un radiateur affiché "1000W", on ne sait pas si c'est des watt RMS, on s'imagine crédulement qu'ils parle de 1000W en puissance instantané comme c'est l'usage en électronique (donc normalement 1000W toutes les secondes, donc 3600*1000 J/h) c'est pas simple de s'y retrouver et je viens sur ce forum pour éclairer tout ça, parce que j'ai des doutes sur les étiquettes devant moi.

    Ca t'énerve et tu n'es pas le seul, alors restons cool et allons au bout des choses au lieu d'être assujettis à nos émotions.

    Malheureusement elle est récurrente, y compris parmi les "hauts décideurs" et les "escrologistes"
    Oui, d'accord avec toi, bien que ce soit hors sujet ça ne fait pas de mal de le rappeler.


    f6bes

    Bjr à toi, Bref pas de s'encombrer d'une bouillotte, si tu es équipé avec un équipement de..."survie"!!
    Pas d'accord avec toi, ça peut être complémentaire.
    D'après mon expérience, aucune isolation ne remplace un chauffage minimal.
    Et je ne risque pas de m'encombrer de cette bouillote, puisqu'il s'agit d'une flasque en inox qui me sert de gourde et qui peut être foutue aux braises (elle a fournit une chaleur pendant 2h30, pas si mal mais reste à voir si ça me tiendra chaud en situation réelle).

    En tout cas, je crois avoir mes réponses, surtout pour les calculs, donc merci à vous et bonne journée.

  10. #9
    Sethy

    Re : Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE

    A titre de comparaison, le corps humain dissipe 100W.

    Donc en 12 minutes, il a "produit" autant d'énergie que ne contenait la gourde à 99°C (par rapport à une température de référence de 10°C).

  11. #10
    Whim

    Re : Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE

    A titre de comparaison, le corps humain dissipe 100W.
    ça c'est un argument de taille, qui rend mon modèle obsolète.

    J'aimerais beaucoup vérifier ta source par contre et me renseigner davantage sur le sujet.

  12. #11
    RomVi

    Re : Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE

    Bonjour

    Le corps humain dissipe environ 100W au repos sans bouger, mais cette valeur change bien évidement en fonction de l'effort.
    Tu as par exemple une source ici : https://www.energieplus-lesite.be/in...id=11245#c1977

  13. #12
    f6bes

    Re : Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE

    Citation Envoyé par Whim Voir le message

    J'aimerais beaucoup vérifier ta source par contre et me renseigner davantage sur le sujet.
    Bjr à toi, Et à quoi ça sert que Google et internet se décarcassent !

    bonne journée

  14. #13
    Sethy

    Re : Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE

    Un autre moyen est de lire attentivement les données présentes sur un canette de soft drink.

    Il y est question de kJoules, de pourcentage nécessaire au corps humain.

    Si on part de l'hypothèse que d'un jour à l'autre, la masse de l'individu ne varie pas ... toute "calorie" ingérée (ou tout joule) doit forcément être dépensée en 24h.

    Une division par 86400 secondes et on a la puissance

  15. #14
    Whim

    Re : Réserve d'énergie d'une bouillote THERMODYNAMIQUE

    f6bes

    Bjr à toi, Et à quoi ça sert que Google et internet se décarcassent !
    J'imagine que ça doit être révélateur de ta principale source d'information quand d'autres cherchent dans la littérature (de préférence universitaire) où les frontières du grand et merveilleux royaume google et cie s'arrêtent souvent tant en quantié qu'en qualité.
    Mais tu as raison, 3 mots sur google et on n'en parle plus.

    RomVi


    Bonjour

    Le corps humain dissipe environ 100W au repos sans bouger, mais cette valeur change bien évidement en fonction de l'effort.
    Tu as par exemple une source ici : https://www.energieplus-lesite.be/in...id=11245#c1977
    Excellent article, je n'esperais pas tant. =)

    Sethy


    Un autre moyen est de lire attentivement les données présentes sur un canette de soft drink.
    C'est malin, j'aurais dû y penser.



    Pour la bouillote, j'ai continué mes expériences.
    Comme vous l'avez tous dit, au niveau des chiffres c'est pas terrible en effet comme source de chaleur, mais j'ai observé un effet interessant.

    La dernière a été chaude pendant 4-5h (dans la combinaison+couverture de survie+serviette), et elle a apporté une agréable chaleur douce et pendant ce temps je n'ai pas eu froid (on peut donc dire qu'elle améliore un peu le confort mais sans pour autant être une solution pour se chauffer).

    Pendant ce confort, je me suis endormi...et à ce moment là elle avait refroidi et au contraire me prenait de la chaleur et il a fallu au milieu de la nuit que je l'enlève pour ne pas avoir froid davantage.

    Voilà pour cette petite expérience sur le confort pendant sommeil, au cas où quelqu'un s'intéresserait au sujet maintenant ou plus tard.

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