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FICHE 1
Fiche à destination des enseignants
1S20
Classe énergétique dun véhicule
Type d'activitéExercice/évaluation
Notions et contenus
Énergie libérée lors de la combustion dun hydrocarbure ou dun alcool.
Compétences attendues
Écrire une équation de combustion.
Argumenter sur limpact environnemental des transformations mises en jeu.
Déterminer lordre de grandeur de la masse de CO2 produit lors du déplacement dun véhicule.
Socle commun de connaissances et de compétences
[Pilier 3]
Manifester sa compréhension de textes documentaires.
Extraire dun document les informations utiles.
Calculer, utiliser une formule.
[Pilier 7]
Sélectionner, analyser linformation utile.
Commentaires sur lexercice proposéCette activité illustre le thème
« AGIR »
et le sous thème
« Transformer lénergie et économiser les ressources »
en classe de première S.
FICHE 2
Fiche à destination des élèves
1S20
Classe énergétique dun véhicule
Document 1
Pourquoi une étiquette énergétique ?
« 30 milliards de tonnes de dioxyde de carbone sont rejetées chaque année dans latmosphère. Chaque personne contribue quotidiennement aux émissions de CO2 : un ménage français en rejette en moyenne 16 tonnes par an. Environ 25% viennent des transports des personnes, 17% des transports des marchandises.
Afin de sensibiliser les consommateurs et dinciter les constructeurs à produire des véhicules plus « propres », les pouvoirs publics, au niveau européen, ont rendu obligatoire en mai 2006 laffichage des consommations de carburant et des émissions de dioxyde de carbone des véhicules neufs. L « étiquette énergie » est lapplication française de ce principe européen. Elle est affichée sur les voitures neuves dans tous les lieux de vente en France. Le consommateur peut ainsi comparer les voitures qui lintéressent et acheter en connaissance de cause.
Létiquette comporte sept classes de couleurs différentes (comme pour les appareils ménagers). Elle permet à tout acheteur potentiel dautomobile dêtre renseigné de manière lisible et comparative sur les émissions de CO2 du véhicule, gaz à effet de serre responsable du changement climatique. Figurent également sur létiquette les consommations de carburant. Opter pour une voiture qui consomme peu et émet peu de gaz à effet de serre permet dy gagner à lachat (obtention dun bonus) et à lusage (économies de carburant pour de nombreuses années). En plus, cest un bon point pour lenvironnement ! Tout le monde y gagne
Les constructeurs se livrent maintenant une véritable guerre afin dattirer vers eux les consommateurs en proposant des véhicules consommant le moins possible. La championne du monde des véhicules « écologiques » est sortie en 2010 : avec une consommation moyenne de 3,3 L pour 100km, elle libère seulement 86 g de CO2 par km. »
Daprès le site HYPERLINK "http://www.ademe.fr/"www.ademe.fr
Document 2
Exemple détiquette énergétique
Alexandre souhaite sacheter sa première voiture. Il regarde des annonces,
tombe sur une étiquette énergétique (document 2), et en discute avec ses
amis Aurélie et Maxime.
Document 3
Alexandre :
« Cette voiture me plaît bien, mais je ne comprends pas toutes ces indications. »
Aurélie :
Affirmation 1 : « Il est de classe B, ça veut dire quil est plus écologique quun véhicule de classe D. »
Maxime :
Affirmation 2 : « Nimporte quoi! Les valeurs limites des émissions de CO2 d'une classe d'énergie varient en fonction de la marque du véhicule. Il faut juste que tu regardes sa consommation mixte. »
Aurélie :
Affirmation 3 : « Je ne crois pas
Les émissions de CO2 sont indépendantes de la consommation de carburant ! »
Alexandre : « Je suis encore plus perdu maintenant, cest malin ! Et dans ce cas, pourquoi est-ce qu'ils afficheraient la consommation mixte ? »
Question 1
Indiquer à laide des documents 1 et 2 ce que vous pensez de chaque affirmation : est-elle juste ou fausse, et pourquoi ?
Affirmation 1 :
Affirmation 2 :
Affirmation 3 :
Question 2
Proposer une réponse à la dernière question dAlexandre :
Finalement, Alexandre renonce pour le moment à son achat et décide dutiliser la voiture à essence de ses parents, consommant en moyenne 5,90 L dessence pour 100 km. Il souhaite évaluer son impact écologique en calculant ses émissions de CO2. En cherchant sur internet, il découvre quon peut obtenir une estimation approximative des émissions de son véhicule selon sa « carburation » :
Document 4
Type de véhiculeCalcul de la masse en kg de CO2 produit aux 100 kmEssenceconsommation (en litre) au 100km × 2,37Dieselconsommation (en litre) au 100km × 2,65GPL consommation (en litre) au 100km × 1,60
Question 3
Déterminer la masse de CO2 rejetée par la voiture des parents dAlexandre pour 100 km parcourus.
Alexandre naimant pas les formules toutes faites, il cherche à retrouver ce résultat en utilisant ses connaissances en chimie acquises en 1e S. Il trouve sur internet les informations suivantes :
Document 5
« Lessence est un mélange complexe dhydrocarbures. On peut considérer quil est équivalent à de lisooctane pur de formule brute C8H18. La masse volumique de lessence est de 0,740 kg.L-1. Dans un moteur, la combustion de lessence avec le dioxygène de lair produit essentiellement de la vapeur deau et du dioxyde de carbone ».
Données : masses molaires atomiques M(C)=12,0 g.mol-1 ; M(H)=1,0 g.mol-1
Question 4
Écrire alors comme Alexandre léquation de la réaction de combustion de lisooctane dans le moteur.
Question 5
Déterminer la quantité de matière disooctane consommé pour un parcours de 100 km.
Question 6
En déduire la quantité de matière de dioxyde de carbone formé pour un parcours de 100 km.
Question 7
Comparer le résultat obtenu avec celui calculé par Alexandre à la question 3. Conclure.
Question 8
Quelle est la classe énergétique de la voiture quutilise Alexandre ?
Justifier la réponse.
FICHE 3
Correction. Fiche à destination des enseignants (format pour une évaluation)
Classe énergétique dun véhicule (10 points)
Question Réponses commentairesBarème 1Affirmation 1 vraie : plus la classe énergétique est élevée plus le véhicule rejette du CO2.
Affirmation 2 fausse : pour pouvoir comparer dun véhicule à lautre et dune marque à lautre, cest un critère national de classification qui a été défini.
Affirmation 3 fausse : plus la consommation augmente, plus le véhicule rejette de CO2. Mais cela dépend aussi de la carburation : un véhicule diesel rejette plus de CO2 quun véhicule essence pour une même consommation (cf. document 4).
0,5 pt
0,5 pt
0,5 pt2La consommation est surtout utile dun point de vue économique.0,5 pt3m(CO2)=5,90×2,37=14,0 kg
1 pt4C8H18+ 25/2O2 8CO2 + 9H2O
1,5 pts5Masse disooctane :
m(C8H18)=Áessence×Vessence,
l essence étant assimilée à de l isooctane pur
m(C8H18)==0,740×5,90=4,37kg
Quantité de matière d isooctane :
M(C8H18)=8×12,0+18×1,0=114 g.mol-1
n(C8H18)=m(C8H18)/ M(C8H18)
=4,37.103/114=38,3 mol
1 pt
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laöûÿpÖ ÿÿÿÿÿÿ$*$If $*$G$IfDaprès léquation de la réaction, le dioxygène étant en excès:
n(CO2)=8×n(C8H18)=3,06.102 mol
1 pt7m(CO2)=n(CO2)×M(CO2)
=3,06.102×44,0=1,35.104 g
ou 13,5 kg
Ecart relatif :
(14,0-13,5)/14,0=3,57%
