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Partie C : Le cuiseur économe (5 points)
Masse volumique de l’eau : ρeau = 1 000 kg·m-3
Masses molaires : MC = 12 g·mol-1 ; MH = 1 g·mol-1 ; MO = 16 g·mol-1
Capacité thermique massique de l’eau : ceau = 4180 J·kg-1·K-1
Pouvoir calorifique du bois sec (correspond à l'énergie récupérée lors de la combustion d'un
kilogramme de bois sec) : q = 1,8.107 J.kg-1
C1) Étude de la réaction chimique d’une combustion.
Dans cette partie, on fera l'hypothèse que les molécules organiques constitutives du bois sont principalement des polymères du glucose comme la cellulose.
C.1.2) Écrire puis équilibrer l’équation de combustion complète de la molécule C6H10O5.
On peut estimer que lors de la combustion de 1 tonne de cette molécule, il y a consommation d’environ 740 m3 d'O2, et production simultanée d’environ 740 m3 de CO2 et 560 kg d'eau.
C.1.3) Après avoir calculé les masses molaires du C6H10O5 et de l’eau, vérifier qu’une tonne de C6H10O5 produit par combustion approximativement 560 kg d’eau.
C2) Chauffage pour les besoins domestiques
C.2.1) On souhaite chauffer 10 litres d’eau. Calculer l’énergie nécessaire Qeau pour amener l’eau de 20°C à 100°C.
C.2.2) En faisant l'hypothèse qu'il n'y a aucune perte, quelle est la masse de bois théorique mbth à brûler ?
Pour la suite des questions, on considère que la masse de bois nécessaire est mbois = 0,2 kg.
C.2.3) À partir des données des documents C1 et C2, évaluer la masse de bois réellement consommée pour chauffer les 10 L d’eau :
• Pour le foyer ouvert : mfo (en kg)
• Pour le poêle rocket : mpr (en kg)