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Énergie libérée lors de la combustion d'un hydrocarbure ou d'un alcool

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I Définition de l'énergie chimique

-L'énergie chimique est un réservoir d'énergie

-On peut libérer cette énergie lors d'une réaction chimique

->Rupture/formation de liaison covalente = libération d'énergie

On peut convertir l'énergie chimique en:

-Énergie thermique et rayonnante (chaleur,flamme...)

-Énergie électrique (pile batterie...)

-Énergie mécanique (muscles...)

REMARQUE: pétrole,gaz naturel,biomasse.. sont des réservoirs d'énergie chimique que l'on récupère majoritairement par combustion

II Équation d'une combustion

-Respect des règles de conservation des éléments chimique

-Combustion complète d'une espèce organique -> création de CO2 et H2O

Exemple, combustion du butane: 2 C4H10 + 13 O2 -> 8 CO2 + 10 H2O

-Combustion incomplète = manque de O2 -> création de C (poudre noir) et CO (gaz toxique)

->On écrit alors l'équation de la combustion pour chaque espèce de carbone formée

III Ordre de grandeur de l'énergie libérée lors d'une combustion

-Une combustion crée de l'énergie thermique

-Énergie de combustion = énergie donnée par kilo de combustible (boisnessence...) brûlé

-> Exprimé en kJ.kg-1 alors aussi appelé pouvoir calorifique ℘ du combustible

-> ou exprimé en kJ.L-1 pour les liquide/gaz, en J.mol-1 pour les espèces chimique

-Les énergies thermiques molaires de combustion sont 100 à 1000 fois plus grande que celles de changements d'état

->A cause de la nature des liaisons qui se rompent

-Van der Waals ou hydrogène pendant un changement d'état

-Liaisons covalente pendant une réaction chimique

IV Chauffage d'un corps

1) Transfert thermique avec variation de température

-Tout les corps ne sont pas aussi faciles à chauffer

-> Cela dépend de la caractéristique thermique massique du corps

FORMULE

-Énergie E à transmettre à un corps pour élever de Δθ sa température:

- E = m*c*(θfinalinitial)

REMARQUE: on peut avoir la forme: E = m*c*Δθ

E: énergie thermique transférée en J

m: masse en Kg

θ: température en °C, Δθ: différences de température en °C

c: capacité thermique massique en J.Kg-1.°C-1

2) Changement d'état et transfert thermique

Le transfert d'énergie thermique à énergie chimique peut:

-Créer une variation de température

-Créer un changement d'état

A pression constante, le passage solide-liquide et liquide-gaz s'effectue à température constante

FORMULE:

Énergie thermique E transférée lors d'un changement d'état:

- E = m*L

E: énergie thermique transférée lors du changement d'état en Joule

m: masse en kg

L: énergie massique de changement d'état en J.kg-1 (= chaleur latente)

V Impact des combustions

Consommation d'énergie primaire:

->Épuisement des ressources

->Pollution de l'air

->Émission de CO2 -> Effet de serre

VI L'essentiel

Transfert thermique lors d'une combustion

Transfert thermique lors d'une combustion

Formules:

Eth = m*Ecombustion massique

->m: masse

Eth = n*Ecombustion molaire

->n: nombrede moles

Eth: énergie transférée à l'environnement pendant une combustion (J)

Ecombustion molaire: énergie de combustion du combustible utilisé (J.mol-1)

Ecombustion massique: énergie de combustion du combustible utilisé (J.g-1)

C: capacité calorifique du corps chauffé (J.g-1.°C-1)

Δθ: variation de la température du corps chauffé (°C)

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