Les Centrale Thermique

flavien23 · le 21 avril 2013

voici l'exercice:

Dans les centrales thermiques, on chauffe de l’eau soit grâce à la combustion d’un combustible

fossile, soit grâce à la fission de l’uranium 235. La vapeur d’eau est envoyée, sous

pression, sur une turbine qui, à son tour, entraîne l’alternateur qui produit le courant électrique.

1) Quelle énergie E faut-il fournir à 1 m3 d’eau, pris à 20°C, pour le transformer en vapeur

d’eau à 600°C sous une pression de 1 bar.

2) La réaction C + O₂ →CO₂ libère une énergie de 393 kJ pour une mole de carbone.

En supposant que le charbon soit du carbone pur, quelle masse de charbon faut-il utiliser

pour fournir l’énergie E calculée à la question 1 ?

3) La réaction CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂ O libère une énergie de 37 000 kJ pour 1 m3

de méthane. En supposant que le gaz naturel soit du méthane pur, quel volume de gaz

naturel faut-il utiliser pour fournir l’énergie E calculée à la question 1 ?

4) La combustion d’un litre de pétrole produit une énergie d’environ 4,0.10⁴ kJ . Quel

volume de pétrole faut-il utiliser pour fournir l’énergie E calculée à la question 1 ?

5 Les noyaux d’uranium 235 subissent, dans le coeur du réacteur nucléaire, différentes

réactions de fission, parmi lesquelles l’une des plus fréquentes est la suivante :

₉₂³⁵³U + ₀¹n → _Z⁹⁴Sr + ₅₄^AXe +2 ₀¹n

a) Après avoir rappelé les deux lois de conservation qui doivent être respectées, au cours

d’une réaction nucléaire, vous calculerez le numéro atomique Z du strontium (Sr) et le

nombre de masse A du xénon (Xe).

b) On donne les masses du neutron : 1,674928.10⁻²⁷ kg et des noyaux d’uranium 235 :

3,9030.10−25 kg de strontium : 1,5597.10⁻²⁵ kg et de xénon : 2,3238.10⁻²⁵ kg . Calculez

l’énergie libérée par la fission d’un noyau d’uranium, lors de cette réaction nucléaire.

c) En supposant que toutes les réactions de fission libèrent la même énergie, quelle masse

d’uranium 235 faut-il utiliser pour fournir l’énergie E correspondant à la transformation d’un

m3 d’eau à 20°C en vapeur d’eau à 600°C ?

Données pour l’exercice :

On pourra admettre qu’un litre d’eau a une masse de 1 kg. La masse atomique du carbone

est égale à : 12 g.mol-1 .

On donne les capacités thermiques massiques de l’eau sous forme liquide :

4,18.10³ J.kg-1.K-1 et sous forme gazeuse : 1,90.10³J.kg-1.K-1 .

Sous la pression atmosphérique normale, l’eau se transforme en vapeur à 100°C et l’enthalpie

de vaporisation massique de l’eau, sous la pression atmosphérique normale est égale

à : 2257 kJ.kg-1 .

On donne : c = 3,00.10⁸ m.s-1 .

voici ce que j'ai fait:

je crois qu'il y a une erreur sur la quantité d'uranium nécessaire mais je n'arrive à la voir. merci de m'aider.

/applications/core/interface/file/attachment.php?id=13794">dev physique.pdf

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