COMBUSTION

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Aspect énergétique de la combustion

Les réactions chimiques à l'origine des flammes sont toutes exothermiques. Il y a donc lieu de mesurer la chaleur dégagée par des quantités de combustible mesurées avec précision. La chaleur de combustion d'un composé chimique est la quantité de chaleur dégagée par la combustion d'une mole de ce composé à la température de référence choisie (de 0 à 25 0C). Elle est égale à la diminution d'enthalpie :

Au point de vue des applications, on a intérêt à se référer non plus à la mole mais au kilogramme de combustible pour les liquides et les solides, et au mètre cube pour les gaz.

Le pouvoir calorifique d'un solide ou d'un liquide est sa chaleur de combustion rapportée à l'unité de masse :

Pcp étant le pouvoir calorifique pondéral, M la masse moléculaire en grammes et 1 000/M le nombre de moles dans un kilogramme.

Le pouvoir calorifique volumétrique Pcv est le pouvoir calorifique rapporté au litre de combustible ; il est surtout utilisé en aviation :

ρ étant la densité du liquide. On a évidemment :
Le pouvoir calorifique Pc d'un gaz est sa chaleur de combustion rapportée à l'unité de volume, par exemple le mètre cube mesuré dans les conditions normales : P = 1 atm., θ = 0 ou 25 0C. En supposant qu'il s'agisse d'un gaz parfait, on a :
1 000/22,4 étant le nombre de moles dans un mètre cube.

La différence entre les pouvoirs calorifiques à pression constante et ceux à volume constant est très faible, et négligeable en première approximation (de l'ordre de 0,1 à 0,2 p. 100).

Le pouvoir calorifique dépend évidemment de l'état physique du combustible et des produits de la combustion. Le pouvoir calorifique supérieur correspond à une mesure faite après condensation de l'eau. Le pouvoir calorifique inférieur correspond à une mesure faite alors que la vapeur d'eau n'est pas condensée. Pour passer de l'un à l'autre, il faut donc tenir compte de l'enthalpie de vaporisation de l'eau :

La mesure du pouvoir calorifique se fait dans la « bombe » à oxygène, elle-même située à l'intérieur d'un calorimètre. Cette méthode est valable pour les solides et les liquide [...]

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Flamme d'un bec Bunsen

Flamme d'un bec Bunsen
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Flammes mobiles

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Vitesse de propagation de déflagration

Vitesse de propagation de déflagration
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Diagramme pression-concentration

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Écrit par :

  • : ingénieur diplômé de l'École nationale supérieure de chimie de Paris, professeur à l'université des sciences et techniques de Lille

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Pour citer l’article

Michel LUCQUIN, « COMBUSTION », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 octobre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/combustion/