question sur le feu et l'ébullition

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yo

j'aurais bien testé moi même mais je n'ai pas le gaz chez moi, et les plaques électriques ne sont aptes a me donner une réponse , vu qu'elles s'allument et se reteignent en permanence.

voila, est ce que je peux faire bouillir de l'eau contenu dans une casserole avec, par exemple, un briquet?
est ce que c'est une question de temps, genre il va falloir 5 heures avant d'accumuler l'énergie nécessaire a l'ébullition ?, ou bien c'est juste impossible, l'apport en energie etant trop faible (et on va dire que l'eau ne pourra pas depasser une T max de, allez, 40 oC) ??

j'ai envie de dire que c'est impossible, mais j'aimerais comprendre pourquoi.
Bha forcément, la chaleur elle ne reste pas dans ta casserole, elle se transmet à l'air qui l'entoure, sinon ta bouffe resterait indéfiniment chaude quand tu coupes la plaque.
Impossible.

L'énergie accumulée va se dissiper, comme le dit Airmed.

Ensuite, et c'est lié, chauffer un point précis ne donnera rien. La chaleur monte plus ou moins en ligne droite donc les pertes sur les côtés vont être énormes.

Après, on parle d'un briquet donc on va pondérer le "énorme" mais, à un moment, intuitivement, il faut se dire que l'énergie dégagée sur une toute petite surface ne pourra pas en chauffer une grande.

Enfin, si tu veux te faire une idée des pertes en question, je t'invite à chauffer à fond un tube à essai rempli d'eau en mettant une flamme sur un de ses côtés genre à mi-hauteur du tube en inclinant celui-ci.

Tu attends l'ébullition, tu mesures la température du fond du tube grâce à un moyen safe (donc pas tes doigts) et tu vas t'apercevoir que, somme toute, c'est froid.
ok thx

dans mon cas, il est plus question d'une marmite sur un feu de braises que d'un briquet sous une casserole, mais j'imagine que c'est la meme chose.
faut voir si ta source chaude a une puissance suffisante pour compenser les pertes sur l'objet a chauffer. Casserole et briquet, la c'est clair. Marmite sur un feu, faut voir...
il faut une certaine quantité d'énergie pour élever la température d'un litre d'eau de 1 °C: 4,18 kJ/kg.°C ( 1 kCal / °C)

Il faut une certaine quantité d'énergie supplémentaire pour maintenir 1 litre d'eau en ébullition: 2250 kJ/kg

donc pour chauffer et faire bouillir 1 litre d'eau initialement à 20°C, il faut fournir: (4,18 x 80) + 2250 = 2584,4 kJ

Si on considère qu'un litre d'eau met 30 min pour refroidir et passer de 100°C à 20°C dans une casserole, il faudra contrer la dissipation thermique équivalente à 4,18kJ x 1kg x 80° / 0,5h = 668,8 kJ/kg.°C.h-1

la combustion du butane contenu dans un briquet dégage 49 kJ/g, en supposant qu'un briquet contient 5g de butane, celui ci peu produire 245 kJ
Si on considère qu'un briquet à un rendement de 90%, il produira 220,5 kJ efficace
On considère également qu'un briquet peut produire une flamme pendant 10 min avant d'être vide.

un briquet a donc une puissance de 220kJ / 1/6h = 1320 kJ.h-1
Si on retranche la dissipation thermique de la casserole, il nous reste 1320 - 668,8 = 651,2 kJ.h-1
Etant donné qu'il faut 4,18kJ x 80°C= 334,4 kJ pour élever un litre d'eau de 20 à 100°C, il faudra maintenir le briquet pendant 334,4/651,2 = 0,5135 h soit environ 30 minutes
Il faudra donc allumer et vider 3 briquets à la suite pour élever en température un litre d'eau de 20°C à 100°C

L'énergie fournie par un briquet étant inférieure à la chaleur latente de l'eau (2250 kJ/kg) on ne pourra pas faire bouillir l'eau.

Pour la faire bouillir, il faudra fournir une puissance de 2584,4kJ soit allumer 12 briquets en même temps pendant 10 min
Citation :
Publié par Ask
yo

j'aurais bien testé moi même mais je n'ai pas le gaz chez moi, et les plaques électriques ne sont aptes a me donner une réponse , vu qu'elles s'allument et se reteignent en permanence.

voila, est ce que je peux faire bouillir de l'eau contenu dans une casserole avec, par exemple, un briquet?
est ce que c'est une question de temps, genre il va falloir 5 heures avant d'accumuler l'énergie nécessaire a l'ébullition ?, ou bien c'est juste impossible, l'apport en energie etant trop faible (et on va dire que l'eau ne pourra pas depasser une T max de, allez, 40 oC) ??

j'ai envie de dire que c'est impossible, mais j'aimerais comprendre pourquoi.
me semble qu'au lycée on avait vu ça. c'était un mix entre calorie, masse et température initiale


mais intuitivement, en dessous d'un certain seuil ton apport d'energie est insuffisant pour chauffer plus que le reste en contact tend a conserver ton eau a la température ambiante. Dépend ici de ton volume d'eau, le volume de ta pièce, la temp ambiante, etc.

EDIT: epic reply Krarsht
Citation :
Publié par Ask
ok thx

dans mon cas, il est plus question d'une marmite sur un feu de braises que d'un briquet sous une casserole, mais j'imagine que c'est la meme chose.
Bha si t'as un bon feu ça marche, np.

Par contre si t'as juste un mini barbecue c'est chaud (lolilol) effectivement.
Citation :
Publié par huhuh
Sinon t'es épreuves de physique chimie se sont bien passées ? T'es pas en PC j'espère pour toi ?
ça remonte a une dizaine d'années, c'est un peu rouillé
Citation :
Publié par Krarsht
il faut une certaine quantité d'énergie pour élever la température d'un litre d'eau de 1 °C: 4,18 kJ/kg.°C ( 1 kCal / °C)

Il faut une certaine quantité d'énergie supplémentaire pour maintenir 1 litre d'eau en ébullition: 2250 kJ/kg

donc pour chauffer et faire bouillir 1 litre d'eau initialement à 20°C, il faut fournir: (4,18 x 80) + 2250 = 2584,4 kJ

Si on considère qu'un litre d'eau met 30 min pour refroidir et passer de 100°C à 20°C dans une casserole, il faudra contrer la dissipation thermique équivalente à 4,18kJ x 1kg x 80° / 0,5h = 668,8 kJ/kg.°C.h-1

la combustion du butane contenu dans un briquet dégage 49 kJ/g, en supposant qu'un briquet contient 5g de butane, celui ci peu produire 245 kJ
Si on considère qu'un briquet à un rendement de 90%, il produira 220,5 kJ efficace
On considère également qu'un briquet peut produire une flamme pendant 10 min avant d'être vide.

un briquet a donc une puissance de 220kJ / 1/6h = 1320 kJ.h-1
Si on retranche la dissipation thermique de la casserole, il nous reste 1320 - 668,8 = 651,2 kJ.h-1
Etant donné qu'il faut 4,18kJ x 80°C= 334,4 kJ pour élever un litre d'eau de 20 à 100°C, il faudra maintenir le briquet pendant 334,4/651,2 = 0,5135 h soit environ 30 minutes
Il faudra donc allumer et vider 3 briquets à la suite pour élever en température un litre d'eau de 20°C à 100°C

L'énergie fournie par un briquet étant inférieure à la chaleur latente de l'eau (2250 kJ/kg) on ne pourra pas faire bouillir l'eau.

Pour la faire bouillir, il faudra fournir une puissance de 2584,4kJ soit allumer 12 briquets en même temps pendant 10 min
OMG. J'aurais dit 24 briquets pendant 5 minutes, mais c'est juste parce que je vais avoir une place à côté de toi au panthéon de jol.
wouaa, merci Krarsht.


et donc, si j'ai bien compris, si j'ai de l'eau bouillante dans une casserole, et que je pose cette casserole sur un feu pas assez fourni, le liquide va refroidir? (et la vitesse de refroidissement va dépendre de la vitesse du feu n'est ce pas?)

et donc, l'eau de ma marmite suspendue au dessus d'un feu de charbon, ne bouera jamais si je ne souffle pas sur les charbons, et refroidira jusqu'a une temp minimale si je ne souffle jamais sur eux. Tout depend de la hauteur a laquelle ma marmitte est suspendue, mais en theorie, c'est possible n'est ce pas?
Citation :
Publié par Krarsht
[...]
N'importe quel ingénieur ou chercheur normalement constitué aurait dit :

Energie du briquet < Chaleur latente de l'eau
Pas besoin de calculs, on passe à autre chose


Citation :
Publié par Ask
wouaa, merci Krarsht.


et donc, si j'ai bien compris, si j'ai de l'eau bouillante dans une casserole, et que je pose cette casserole sur un feu pas assez fourni, le liquide va refroidir? (et la vitesse de refroidissement va dépendre de la vitesse du feu n'est ce pas?)

et donc, l'eau de ma marmite suspendue au dessus d'un feu de charbon, ne bouera jamais si je ne souffle pas sur les charbons, et refroidira jusqu'a une temp minimale si je ne souffle jamais sur eux. Tout depend de la hauteur a laquelle ma marmitte est suspendue, mais en theorie, c'est possible n'est ce pas?
Le liquide va se refroidir mais très peu, juste de quoi arrêter l'ébullition en gros il y a quelques fondamentaux à retenir..

- A pression atmosphérique, l'eau boue à 100°C, ce qui veut dire que l'eau bouillante a une température de 100°C, pas 99,9°, pas 100,1°, pas 150°... c'est obligatoirement 100° (a pression atmosphérique).
- Le changement d'état, ici l'ébullition est une réaction différente de l'élévation en température, ce sont deux réaction endothermique (qui absorbe de l'énergie)
- Faire bouillir 1L d'eau, ou si tu préfères, la faire passer de 99,999° à 100° nécessite 7 fois plus d'énergie que de la faire passer de 20° à 99,999°

Donc en gros, il te faut une source de chaleur de 334 kJ pour faire chauffer 1L d'eau à 99,999°C et 2584kJ pour chauffer ET faire bouillir ce même litre d'eau.

Si tu as deux casseroles d'un litre d'eau et deux sources de chaleur, une de 400kJ et une de 2000Kj, les deux seront insuffisantes pour faire bouillir l'eau, mais suffisantes pour élever la température de l'eau à une valeur proche de 100°C, donc l'eau sera à la même température dans les deux casseroles, même si la deuxième a absorbé 5x plus d'énergie.

Donc l'eau de ta marmite ne refroidira pas forcément si tu n'alimente pas les braises, ou alors d'une valeur infime, par contre, elle cessera de bouillir.

Citation :
N'importe quel ingénieur ou chercheur normalement constitué aurait dit :
Ça doit être pour ça que je suis dans le spectacle
Et après viennent les complications dues à la convection et aux phénomène locaux de conduction thermique qui donnent les petites bulles de vapeur dans la casserole, et qui font que dans un volume d'eau donné tu peux faire bouillir qu'une petite partie en continu, mais cette partie se mélangeant grâce à la convection on à l'impression que le volume d'eau est chauffé de manière homogène.

D'où le fait que tu peux faire bouillir de l'au avec une plaque de seulement 800 W vu que tu ne fais pas systématiquement chauffer de manière homogène 1 litre d'eau.
Donc je dirais que tu peux faire bouillir avec un briquet, mais dans des conditions particulières je dirais en réduisant par exemple ton volume d'eau à 0.05l dans la casserole (un fond de casserole en gros).
Un feu de braises c'est beaucoup plus chaud qu'un briquet. On peut parfaitement faire cuire une marmite dans les braises. D'autant que tu peux ajouter plus de braises pour avoir une plus grande surface de chauffe si necessaire. Bref ca n'a absolument rien a voir.
Citation :
Publié par Krarsht
- Faire bouillir 1L d'eau, ou si tu préfères, la faire passer de 99,999° à 100° nécessite 7 fois plus d'énergie que de la faire passer de 20° à 99,999°

Donc l'eau de ta marmite ne refroidira pas forcément si tu n'alimente pas les braises, ou alors d'une valeur infime, par contre, elle cessera de bouillir.
ok impec merci beaucoup. ca m'emmerde un peu ce truc des 7 fois mais en tout cas c'est bon a savoir.

MarmiteOnLine
marmite.PNG
Citation :
Publié par Krarsht
- Faire bouillir 1L d'eau, ou si tu préfères, la faire passer de 99,999° à 100° nécessite 7 fois plus d'énergie que de la faire passer de 20° à 99,999°
Tu confonds arriver au point d'ébullition et évaporer.

Désolé de casser tous tes calculs inutiles. :/
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