Moteur au butane

[Dracula]

Bonsoir à tous , voila j'ai une question concernant le butane , si l'on fait une comparaison entre le butane et de l'essence , quelle quantité de butane faut il pour avoir la même énergie ( pour mouvoir un piston ) que de l'essence dans un moteur donné , merci ?

[wqsde]

Bonjour
Étant donné que l'essence est principalement constituée d'octane (C8H18) et que le butane est de formule C4H10, je dirais qu'il faut environ 2 fois plus de butane (en moles) pour faire tourner un même moteur, car l'octane contient deux fois plus de carbone que le butane.

[darrigan]

Hmm.. "environ" oui. Il faut faire une analyse thermodynamique, avec les enthalpies de combustion et les énergies de liaison. Car le nombre d'atome n'est pas la seule chose à prendre en considération, il y a aussi le nombre de liaisons.

En supposant des combustions complètes en CO2 et H2O :
Dans une molécule d'octane C8H18, il y a 7 liaisons C-C et 18 liaisons C-H à casser et 8 CO2 + 9 H2O à former.
Dans deux molécules de butane C4H10, il y a en tout 6 liaisons C-C et 20 liaisons C-H à casser et 8 CO2 + 10 H2O à former.
Tu vois donc que l'on ne peux pas raisonner simplement par addition de nombre de carbones !

Il te faut donc récupérer les enthalpies de formation des produits et des réactifs si tu veux fait un calcul correct.

[wqsde]

Comment se calculent les enthalpies ?

[Dracula]

merci , je rejoins aussi wqsde dans son interrogation darrigan , comment la calcule t-on ?

[Unkky]

En passant par les enthalpies de formation (peut-être aussi en passant par les enthalpies de liaison, en faisant la différence)
$ \Delta _{comb} H^{0} (octane) = -5096.8 \hspace{4} kJ/mol $
$ \Delta _{comb} H^{0} (butane) = -2877.1 \hspace{4} kJ/mol $
Donc le facteur est plutôt 1.7715

Petite correction :

En supposant des combustions complètes en CO2 et H2O :
Dans une molécule d'octane C8H18, il y a 7 liaisons C-C et 18 liaisons C-H à casser et 8 CO2 + 9 H2O à former.
Dans deux molécules de butane C4H10, il y a en tout 6 liaisons C-C et 20 liaisons C-H à casser et 8 CO2 + 9 H2O à former.

8 CO2 + 10 H2O

[darrigan]

Petite correction :
8 CO2 + 10 H2O

oui bien sûr... je corrige mon message d'origine

[darrigan]

Unkky a donné les enthalpies de combustion : cela correspond à l'énergie échangée (ici libérée puisqu'elle est négative) par la réaction d'une mole du combustible avec du dioxygène, à pression constante. Il existe plusieurs valeurs selon que l'on considère que l'eau produite retourne à l'état liquide ou reste à l'état de vapeur après la combustion (voir ici). C'est-à-dire aux réactions :
- Pour l'octane : C8H18(l) + 25/2 O2(g) → 8 CO2(g) + 9 H2O(l)
- Pour le butane : C4H10(g) + 13/2 O2(g) → 4 CO2(g) + 5 H2O(l)

[ecolami]

Bonjour,
Quand on cherche ces valeurs on les trouve dans le Handbook de chimie et on trouve aussi les énergies de liaisons C-H, -C-C- (liaison simple), -C=C- Liaison double, la laison triple, pour -C-O-, pour =C=O etc....
Muni de ces repères on peut savoir quelle énergie sera libérée( moyennant un calcul compliqué!)
Quand on emploie du gaz dans un véhicule il faut tenir compte dela faible densité du gaz liquéfié, du surpoids du réservoir sous pression. Tous ces critères expliquent pourquoi les carburants liquides ont eu ce succès

[wqsde]

@ Darrigan, je crois qu'il faut 25/2 O2 pour oxyder une molécule d'octane au lieu de 19/2. Pour les enthalpies, c'est donc des constantes pour chaque type de liaisons qu'il suffit d'additionner ?

[Paradox]

Pour les enthalpies de formation d'une molécule, on peut en effet sommer les énergies de liaison de toutes les liaisons de la molécule puis y retrancher les énergies des liaisons des constituants dans leur état standard de référence.

[Dracula]

Super ! Je vous remercie pour ces réponses très instructives de la part de tous , je vais me concentrer sur ces formules !

[darrigan]

@ Darrigan, je crois qu'il faut 25/2 O2 pour oxyder une molécule d'octane au lieu de 19/2.

Décidément, je suis fâché avec les additions en ce moment je corrige.

[chatelot16]

c'est simple le pouvoir calorifique des hydrocarbure est presque le meme en joule/kg

sauf que le butane liquide est moins dense que l'essence donc il faut plus de litre de butane pour faire la meme energie que de l'essence

le gpl n'est qu'un melange de butane et propane

[Dracula]

Salut les amis , après expérimentation j'en ai déduit que pour un volume d'air initial de 20 ml et 1 ml de butane , lors de la combustion du butane le piston se déplace et occupe un volume final ( approximativement ) de 55 ml soit à peu près 11/4 du volume initial , reste à déterminer la force qu'il peut exercer pour soulever un poids donné ce que je vais expérimenter prochainement .