Document 1 Les biocarburants

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^B expérimentale ^Activité

Quelle énergie libère la combustion du biodiesel

et du bioéthanol ? TSTI2D

Capacités : - Déterminer expérimentalement l’énergie libérée au cours d’une combustion d’un hydrocarbure, confronter le résultat à la valeur donnée par les tables d’enthalpies de combustion

- Citer les dangers liés aux combustions et les moyens de prévention et de protection

Réfléchissons un peu avant de commencer…

Les trois documents suivants reprennent les informations issues du livre T^leSTI2D Hachette p.112-113.

Document 1 Les biocarburants

Quelle est la différence entre les carburants classiques (gazole et essence) et les biocarburants ? Quels sont les avantages des biocarburants par rapport aux carburants classiques ?

Quelle est la différence entre les biocarburants de 1^ère et de 2^nde génération ?

http://lefevre.pc.free.fr

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Document 2 Le moteur à explosion et les caractéristiques des carburants

Document 3 Les dangers des carburants

Quelle est la principale différence entre un moteur à allumage commandée et un moteur diesel ? Rechercher la signification de l’indice d’octane.

Expliquer pourquoi il n’est pas conseillé d’utiliser de l’huile de colza pure pour faire tourner un moteur diesel à injection.

Quels sont les principaux dangers dans l’utilisation des carburants ?

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Expérimentation

Le groupe sera séparé en deux. Chacun des demi-groupes testera un carburant différent : le biodiesel synthétisé dans l’activité 8^A précédente ou du bioéthanol fourni par le professeur. Les résultats seront mis en commun et comparés.

Mise en place du dispositif

Mesurer la masse d’une canette en aluminium vide : mcan = ...

Remplir (avec un entonnoir) la canette avec 200 g d’eau très froide (utiliser un glaçon si besoin).

Plonger le thermomètre dans la canette sans qu'il touche le fond, mesurer et noter la température initiale de l’eau. θ_i = ...

Préparer le montage en fixant la canette à 10 cm du support et le thermomètre pour qu’il plonge dans la canette (voir schéma ci-contre).

Remplir aux 3/4 de carburant le creuset. Poser le bouchon percé d’un trou par lequel sort une mèche. Faire en sorte que cette mèche trempe bien dans le carburant.

Peser l’ensemble du creuset, couvercle, carburant : mi = ...

Placer le dispositif centré sous la canette en maintenant une distance de 10 cm entre la canette et le support. Allumer la mèche à l’aide d’une allumette.

Placer délicatement la cheminée en aluminium autour de l’ensemble.

Suivre l’évolution de la température en remuant régulièrement l’eau à l’aide d’une spatule.

Arrêter la combustion lorsque la température de l’eau a augmenté d’une vingtaine de degrés.

Homogénéiser la température de l’eau. Attendre quelques minutes que celle-ci se stabilise à sa plus haute valeur et la noter : θf = ...

Peser de nouveau l’ensemble du creuset, couvercle, carburant : m_f= ...

Questions

Expliquer le principe de l’expérience.

Calculer l’énergie thermique reçue par la canette et par l’eau pendant toute la combustion.

Données : capacités calorifiques massiques en J.g^-1.°C^-1 : c_eau = 4,18 ; c_aluminium = 0,90

En déduire l’énergie libérée par la combustion du carburant. Que doit-on négliger pour simplifier les calculs ?

Compléter le tableau en précisant l’énergie libérée par kg de carburant : PCI expérimental PCI théorique

éthanol biodiesel

Comparer les valeurs expérimentales aux valeurs théoriques (PCI) données dans les tableaux du doc.2. Justifier la différence.

Conclusions

Rédiger avec le professeur une conclusion.

0 - 10

- - - 70 60 50 40 30 20 10 90 80

°C

mèche

carburant dans un creuset