Bonjour à tous cet exercice je suis bloqué depuis plusieurs jours j'aimerais avoir des pistes merci beaucoup Bilan carbone comparé de la combustion du propane e
Question
Bilan carbone comparé de la combustion du propane et du méthane
La facture annuelle d'une habitation indique une consommation énergétique (pour le chauffage, la production d'eau chaude et la cuisine) valant E = 15,0 x 10 kW.h. On souhaite comparer l'impact carbone de deux choix possibles de combustibles assurant la totalité de la dépense énergétique annuelle :
• choix 1: production énergétique par la combustion de gaz naturel (assimilé à du méthane);
• choix 2: production énergétique par la combustion de propane. On supposera que les rendements des différents appa- reils (chaudière, cuisinière...) sont identiques dans les deux cas.
1. Calculer la masse de chacun de ces deux combus- tibles consommés annuellement par cette habitation.
2. Écrire les équations bilan de la combustion complète du propane (C;Hg) et du méthane (CH,).
3. Réaliser le bilan de matière de ces deux combustions pour calculer la masse de dioxyde de carbone produite.
4. Lequel de ces combustibles émet le moins de gaz à effet de serre ?
Données : Masses molaires :M(C) = 12,0 g.mol-;M(O) = 16,0 g.mol"; M(H) = 1,00 g.mol PCI du propane : PCI = 46,4 MJ.kg PCI du méthane : PCI = 50,0 MJ.kg
1 Réponse
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1. Réponse scoladan
Bonjour,
1)
m(C₃H₈) = E/PCI(C₃H₈)
avec :
PCI(C₃H₈) = 46,4 MJ.kg⁻¹
E = 15,0.10³ kWh = 5,40.10⁴ MJ
(1 Wh = 3600 J ⇒ 1 kWh = 3,6.10⁶ J = 3,6 MJ)
⇒ m(C₃H₈) = 5,40.10⁴/46,4 ≈ 1,16.10³ kg (arrondi à 3 C.S.)
De même :
m(CH₄) = E/PCI(CH₄)
Soit : m(CH₄) = 5,40.10⁴/50,0 ≈ 1,08.10³ kg
2)
(1) C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
(2) CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
3)
(1) : n(CO₂) = 3 x n(C₃H₈)
⇒ m(CO₂) = n(CO₂) x M(CO₂) = 3 x [m(C₃H₈)/M(C₃H₈)] x M(CO₂)
M(C₃H₈) = 3x12,0 + 8x1,00 = 44,0 g.mol⁻¹
M(CO₂) = 12,0 + 2x16,0 = 44,0 g.mol⁻¹
⇒ m(CO₂) = 3 x m(C₃H₈) = 3 x 1,16.10³ = 3,48.10³ kg
(2) : n(CO₂) = n(CH₄)
⇒ m(CO₂) = n(CO₂) x M(CO₂) = [m(CH₄)/M(CH₄)] x M(CO₂)
M(CH₄) = 12,0 + 4x1,00 = 16,0 g.mol⁻¹
M(CO₂) = 12,0 + 2x16,0 = 44,0 g.mol⁻¹
⇒ m(CO₂) = (1,08.10³/16,0) x 44,0 = 2,97.10³ kg
4) Le méthane