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Catégories :Categories: Cours et Formulaires TI-82+/83+/84, Cours et Formulaires TI-76/82Stats/83, Cours et Formulaires TI-82
Auteur Author: Elpaso13
Type : Texte nécessitant un lecteur
Page(s) : 1
Taille Size: 3.70 Ko KB
Mis en ligne Uploaded: 21/02/2019 - 15:31:12
Mis à jour Updated: 21/02/2019 - 15:52:24
Uploadeur Uploader: Elpaso13 (Profil)
Téléchargements Downloads: 9
Visibilité Visibility: Archive publique
Shortlink : https://tipla.net/a1952714
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Description
Fichier TxtView fait sur TI-Planet.org.
Compatible TI-73/76/82/83/84
Requiert l'intallation d'un kernel/shell compatible et du programme TxtView qui convient.
<<
Questions préliminaires
1. Etablir, en s’appuyant sur les informations fournies, l’équation de la réaction
d’électrolyse de l’eau.
L’électrolyse de l’eau a pour objectif de produire du dihydrogène.
L’eau est donc un réactif et le dihydrogène un produit.
Oxydation de l’eau : 2 H2O(l) = O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e–
Réduction de H :+ (2H (aq) + 2 e– = H2(g)
+ )X2
2 H2O(l) + 4 H+(aq) → O2(g) + 4 H+(aq) + 2 H2(g)
2. Calculer l'energie fournie par les panneaux solaires en une journée.
Les panneaux solaires sont ensoleillés 12 h par jour et ils possèdent une puissance de 21 kW.
E = P.Δt avec P en W, Δt en s et E en J
E = 21×103 × 12 × 60 × 60 = 9,072×108 J soit avec deux chiffres significatifs 9,1×108 J.
Probleme
Estimer le nombre de jours qu’il faut pour produire la quantité de dihydrogène nécessaire
pour remplir la totalité des réservoirs alors que le bateau est tracté par l’aile de kite
géante.
On suppose qu’il n’y a pas de perte pendant la transformation et que tous les dispositifs
de production d’énergie fonctionnent à pleine puissance.
Porter un regard critique sur le résultat.
Il faut déterminer l’énergie électrique nécessaire pour produire 60 kg de dihydrogène puis
déterminer l’énergie produite par tous les dispositifs de production en une journée. Et mettre ces
énergies en regard pour trouver la durée.
1ère partie : Énergie électrique nécessaire pour produire mH2 = 60 kg
• Calculons la quantité de matière correspondant à mH2 = 60 kg.
mH2
nH2 =
M H2
60 103
nH2 = = 3,0×104 mol de H2.
2 1,0
• Calculons la quantité de matière d’électrons nécessaire à cette production de H2 :
La demi-équation 2 H+(aq) + 2 e– = H2(g), montre que pour produire une mole de dihydrogène il
faut consommer 2 moles d’électrons.
n−
Ainsi nH2 = e soit ne− = 2nH2
2
ne− = 2 3,0 104 = 6,0 104 mol d’électrons.
• Calculons Q la charge électrique portée par la quantité de matière d’électrons nécessaire
à la production de mH2 .
On nous indique que la charge électrique portée par une mole d’électrons vaut 1 F = 96 500 C.
Donc Q = ne− .F
Q = 6,0×104 × 96500 = 5,79×109 C
• Nous pouvons maintenant calculer l’énergie électrique nécessaire pour produire
mH2 = 60 kg :
Eélec = Q × U
Eélec = 5,79×109 × 1,25 = 7,2375×109 J
On n’arrondit pas ce résultat intermédiaire.
2ème partie : Énergie produite par tous les dispositifs de production en une journée
L’aile de kite est utilisée, on en déduit qu’il y a du vent et donc les deux éoliennes sont en
fonction.
Puissance disponible :
P = 2Péolienne + Ppanneaux + Phydrogénérateur
Énergie disponible :
E = P.Δt avec P en W et Δt en s.
Les panneaux solaires fonctionnent 12 h par jour.
E = 2×2,5×103×24×60×60 + 21×103×12×60×60 + 2×103×24×60×60
E = 1,512×109 J
Conclusion :
On peut calculer la durée nécessaire.
E
Δt = élec
E
7,2375 109
Δt = = 4,7867 jours soit environ 5 jours.
1,512 109
Il faut 5 jours pour remplir les réservoirs de dihydrogène du bateau.
Regard critique :
Nos calculs sont sans doute trop optimistes. La durée est sans doute plus longue.
Ceci pour plusieurs raisons :
- La durée d’ensoleillement peut être inférieure à 12h,
- Le vent n’est pas forcément toujours présent ainsi les éoliennes ne fonctionnent pas
24h sur 24,
- On a supposé que toute l’énergie produite était destinée à l’électrolyseur. En réalité de
l’énergie est utilisée pour le dessalement de l’eau de mer, pour les moteurs si le vent
faiblit, pour les appareils de navigation, etc.,
- Le rendement de l’électrolyseur est en réalité inférieur à 100%,
- La vitesse du bateau n’est pas forcément toujours suffisante pour faire fonctionner à
plein régime les hydrigénérateurs.
Il n’est pas nécessaire de citer toutes ces pistes.
>>
Compatible TI-73/76/82/83/84
Requiert l'intallation d'un kernel/shell compatible et du programme TxtView qui convient.
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Questions préliminaires
1. Etablir, en s’appuyant sur les informations fournies, l’équation de la réaction
d’électrolyse de l’eau.
L’électrolyse de l’eau a pour objectif de produire du dihydrogène.
L’eau est donc un réactif et le dihydrogène un produit.
Oxydation de l’eau : 2 H2O(l) = O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e–
Réduction de H :+ (2H (aq) + 2 e– = H2(g)
+ )X2
2 H2O(l) + 4 H+(aq) → O2(g) + 4 H+(aq) + 2 H2(g)
2. Calculer l'energie fournie par les panneaux solaires en une journée.
Les panneaux solaires sont ensoleillés 12 h par jour et ils possèdent une puissance de 21 kW.
E = P.Δt avec P en W, Δt en s et E en J
E = 21×103 × 12 × 60 × 60 = 9,072×108 J soit avec deux chiffres significatifs 9,1×108 J.
Probleme
Estimer le nombre de jours qu’il faut pour produire la quantité de dihydrogène nécessaire
pour remplir la totalité des réservoirs alors que le bateau est tracté par l’aile de kite
géante.
On suppose qu’il n’y a pas de perte pendant la transformation et que tous les dispositifs
de production d’énergie fonctionnent à pleine puissance.
Porter un regard critique sur le résultat.
Il faut déterminer l’énergie électrique nécessaire pour produire 60 kg de dihydrogène puis
déterminer l’énergie produite par tous les dispositifs de production en une journée. Et mettre ces
énergies en regard pour trouver la durée.
1ère partie : Énergie électrique nécessaire pour produire mH2 = 60 kg
• Calculons la quantité de matière correspondant à mH2 = 60 kg.
mH2
nH2 =
M H2
60 103
nH2 = = 3,0×104 mol de H2.
2 1,0
• Calculons la quantité de matière d’électrons nécessaire à cette production de H2 :
La demi-équation 2 H+(aq) + 2 e– = H2(g), montre que pour produire une mole de dihydrogène il
faut consommer 2 moles d’électrons.
n−
Ainsi nH2 = e soit ne− = 2nH2
2
ne− = 2 3,0 104 = 6,0 104 mol d’électrons.
• Calculons Q la charge électrique portée par la quantité de matière d’électrons nécessaire
à la production de mH2 .
On nous indique que la charge électrique portée par une mole d’électrons vaut 1 F = 96 500 C.
Donc Q = ne− .F
Q = 6,0×104 × 96500 = 5,79×109 C
• Nous pouvons maintenant calculer l’énergie électrique nécessaire pour produire
mH2 = 60 kg :
Eélec = Q × U
Eélec = 5,79×109 × 1,25 = 7,2375×109 J
On n’arrondit pas ce résultat intermédiaire.
2ème partie : Énergie produite par tous les dispositifs de production en une journée
L’aile de kite est utilisée, on en déduit qu’il y a du vent et donc les deux éoliennes sont en
fonction.
Puissance disponible :
P = 2Péolienne + Ppanneaux + Phydrogénérateur
Énergie disponible :
E = P.Δt avec P en W et Δt en s.
Les panneaux solaires fonctionnent 12 h par jour.
E = 2×2,5×103×24×60×60 + 21×103×12×60×60 + 2×103×24×60×60
E = 1,512×109 J
Conclusion :
On peut calculer la durée nécessaire.
E
Δt = élec
E
7,2375 109
Δt = = 4,7867 jours soit environ 5 jours.
1,512 109
Il faut 5 jours pour remplir les réservoirs de dihydrogène du bateau.
Regard critique :
Nos calculs sont sans doute trop optimistes. La durée est sans doute plus longue.
Ceci pour plusieurs raisons :
- La durée d’ensoleillement peut être inférieure à 12h,
- Le vent n’est pas forcément toujours présent ainsi les éoliennes ne fonctionnent pas
24h sur 24,
- On a supposé que toute l’énergie produite était destinée à l’électrolyseur. En réalité de
l’énergie est utilisée pour le dessalement de l’eau de mer, pour les moteurs si le vent
faiblit, pour les appareils de navigation, etc.,
- Le rendement de l’électrolyseur est en réalité inférieur à 100%,
- La vitesse du bateau n’est pas forcément toujours suffisante pour faire fonctionner à
plein régime les hydrigénérateurs.
Il n’est pas nécessaire de citer toutes ces pistes.
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