THERMIQUE 1ère

Comprendre les avantages et les inconvénients de la combustion du carbone et des hydrocarbures

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Thermique : comment utiliser et contrôler les transferts thermique ?

Capacités 
Connaissances 
Réaliser expérimentalement une réaction de combustion de charbon ou d’un hydrocarbure et identifier les produits de la combustion.

Calculer l’énergie libérée sous forme d’énergie thermique par la combustion d’une masse donnée d’hydrocarbure à partir de données fournies.

Écrire et ajuster l’équation de la réaction modélisant la combustion d’un hydrocarbure.

Déterminer la masse de dioxyde de carbone (CO2) dégagée par la combustion complète d’une masse donnée d’un hydrocarbure, à partir de données fournies.  
Connaître les produits de la combustion complète ou incomplète d’un hydrocarbure dans l’air.

Connaître la dangerosité des composés produits lors d’une combustion incomplète.

- Savoir que la combustion d’un hydrocarbure ou du charbon libère de l’énergie thermique.
- Savoir que l’énergie utilisée aujourd’hui est très majoritairement obtenue à l’aide de combustions de ce type.
- Savoir que le dioxyde de carbone est un des principaux gaz à effet de serre et que l’augmentation de sa concentration dans l’atmosphère accentue le réchauffement climatique.
- Savoir que les moteurs thermiques convertissent l’énergie libérée par la combustion en énergie mécanique.

Je me positionne en choisissant la (ou les) bonne(s) réponse(s

1/. L'unité de température est :
a - degré Celsius
b - Kelvin
c - degré Fahrenheit
2/. La température se relève à l'aide  :
a - d'un baromètre
b - d'un thermomètre
c - d'un joulemètre
3/. 20°C est équivalent à :
a - 293,15 K
b - 253,15 K
c - -20 K
4/. 30K est équivalent à :
a - -243,15°C
b - 303,15°C
c - 30°C
5/. L'eau salée gèle à une température :
a - négative
b - égale à 0
c - positive
6/. De l'énergie peut être transportée par :
a - la température
b - la chaleur
c - le thermomètre
7/. L'échelle de température utilisée dans les calculs scientifiques est l'échelle :
a - Celsius
b - Fahrenheit
c - Kelvin
8/. Lors d'un changement d'état la température d'un corps pur :
a - augmente
b - ne varie pas 
c - diminue
Texte Odoo et bloc d'image

I - Etude de l'impact d'une combustion sur l'environnement

Démarche d'investigation

Problématique : L'utilisation du charbon de bois des barbecues classiques a-t-il un impact néfaste sur l'environnement ?

II - Etude de la combustion des hydrocarbures

        a ) un hydrocarbure

Définition : Un hydrocarbure est un ........................................ composé d'atomes de ........................ et d'................................., récupéré sous forme ...................... (dans le gaz naturel), ........................ (dans le pétrole) ou ........................ (dans le charbon).

        b ) Réaliser la combustion de charbon ou d'un hydrocarbure et identifier les produits

 
 

Combustion complète du méthane

quels sont les produits formés lors de la combustion ?

.....................................

........................................


Combustion incomplète du butane

quels sont les produits formés lors de la combustion ?

....................................

........................................

........................................

........................................

Résumé

On a pu remarquer qu'il existe 2 types de combustions :

    - la combustion complète (flamme bleue) quand le dioxygène est en quantité suffisante, les réactifs étant un hydrocarbure et du dioxygène.

        il se forme alors, du dioxyde de carbone et de l'eau

une équation de combustion complète est toujours de la forme :

            Hydrocarbure + Dioxygène --> Dioxyde de carbone + eau 


    - la combustion incomplète (flamme jaune) quand le dioxygène est en quantité insuffisante

        il se forme alors, du carbone, du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone et de l'eau

une équation de combustion incomplète est toujours de la forme :

            Hydrocarbure + Dioxygène --> Carbone + (Monoxyde de carbone et Dioxyde de carbone en quantité variable) + eau 


Le monoxyde de carbone CO est un composé très dangereux car totalement inodore et incolore.

Les fumées noires de Carbone sont nocives en cas d'inhalation.

    c) Equilibrer l'équation d'une réaction de combustion

 
 

Lors d'une réaction de combustion, il est nécessaire de placer des coefficients stoechiométriques devant certains réactifs ou produits pour que le principe de conservation de la matière s'applique

On équilibre comme suit :

-  les atomes de carbone 
relever le nombre d'atomes de carbone dans les réactifs 
déterminer le nombre a positionner devant la formule contenant du carbone dans les produits
- les atomes d'hydrogène
relever le nombre d'atomes d'hydrogène dans les réactifs 
déterminer le nombre a positionner devant la formule contenant de l'hydrogène dans les produits
calculer le nombre d'atomes d'oxygène dans les produits
déterminer le nombre à positionner devant la formule du dioxygène des réactifs afin d'obtenir le même nombre

La quantité de chaleur libérée lors de la combustion

Les hydrocarbures sont une source d'énergie importante obtenue par leur combustion (chauffage au fioul, à gaz, moteur thermique, etc...), par exemple, la combustion d'1 Kg de propane a un pouvoir calorifique de 46,6mégajoules, libère 46,6 mégajoules d'énergie

Ecrire l'équation de la combustion du propane

.......................... + .........................    ----->     ......................... + .....................




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