Combustions

I - Bilan énergétique d’une combustion complète

⇨ La combustion est dite complète si les produits de la combustion ne sont pas eux-même des combustibles. Dans ce cas, seule une combustion ne produisant que du dioxyde de carbone (\(CO_2\)) et de l'eau (\(H_2O\)) est complète.

⇨ La réaction chimique est interprétée comme un réarrangement des atomes des molécules des réactifs pour former de nouvelles molécules de produits. Il faut donc rompre (dissocier) des liaisons et en former de nouvelles, ce qui libère ou consomme de l'énergie. On résume tout cela sous la forme d'un diagramme d'énergie pour la réaction chimique étudiée.

Exemple. Voici le diagramme d'énergie associé à la combustion du méthane :

\[ { CH_4 + 2\text{ } O_2 \rightarrow CO_2 + 2\text{ } H_2O } \]

Remarque. Une combustion est une transformation exothermique. Elle libère toujours de l'énergie. La flèche verte dans le diagramme d'énergie est toujours orientée vers le bas : \(ΔE<0\).

Ce calculateur permet de calculer l'énergie de formation ou de dissociation. Compléter les cases blanches. Le résultat est donné dans la case jaune.

* liaison C=O dans CO₂.
type de liaison	nombre de liaisons rompues	nombre de liaisons formées
O−H
O=O
O−O
C=C
C−O
C=O
C=O*
C−C
C−H
C−N
C=N
N−H
H−H

\(E_{diss}=\) (en \(J\))

\(E_{form.}\) (en \(J\))

\(ΔE\) (en \(J\))

⇨ L'énergie libérée par la combustion d'une mole de combustible vaut alors :

\[ΔE_{mole}=ΔE \times N_A\]

où \(N_A=6,02×10^{23}\) est le nombre d'Avogradro ; c'est-à-dire le nombre de molécules dans une mole.

⇨ En connaissant la masse molaire \(M\) du combustible, on peut connaître l'énergie libérée par la combustion d'un gramme de combustible :

\[ΔE_{g}=\dfrac{ΔE_{mole}}{M}\]

et pour \(1 \text{ } kg\) :

\[ΔE_{kg}=1000 \times \dfrac{ΔE_{mole}}{M}\]

Remarque. \(ΔE_{kg}=PC\) est le pouvoir calorifique massique du combustible. Voir cette page wikipedia pour quelques valeurs de \(PC\).