Aurélie 05/11/08
 

 

Electricité, isolation thermique, chimie : BTS Economie sociale et familliale.

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Une pièce a un volume V = 48 m3. Le pouvoir desséchant de l'air est de 2 g m-3.

Calculer la masse de l'eau que l'on peut vaporiser dans cette pièce ?

2*48 = 96 g.

Une machine dans cette pièce a un coefficient de séchage de 1,4 et permet de sécher 7,5 kg de linge humide.

Déterminer la masse d'eau à extraire du linge et conclure.

Coefficient de séchage =
masse de linge humide
masse de linge sec
masse de linge sec =
masse de linge humide
Coefficient de séchage
=
7,5
1,4
= 5,36 ~5,4 kg.
Masse d'eau à extraire : 7,5-5,4 = 2,1 kg.

L'air de la pièce sera sans doute saturé d'eau ( degrè hydrométrique 100%). De la buée se formera sur les parois les plus froides.

A 40°C, la pression maximale de la vapeur d'eau est de 7400 Pa et le degrè hydrométrique est de 35%.

Calculer la masse d'eau contenue dans l'air de la pièce. R= 8,3 SI.


 

degré hydrotimétrique = 100
pression partielle de la vapeur d'eau
pression de vapeur saturante

pression partielle de la vapeur d'eau =
degré hydrotimétrique*pression de vapeur saturante
100
= 7400*0,35 ~2590 Pa.
La vapeur d'eau est assimilée à un gaz parfait :

avec dans ce cas T = 40+273 = 313 K

n =
PV
RT
=
2590*48
8,31*313
= 47,8 mol.
Masse molaire de l'eau M= 18 g/mol ; masse m d'eau contenue dans la pièce :

m=
n M
=
47,8*18 =
= 860 g.




Puissance électrique et intensité. bts 2007.

Dans la cuisine, le mini four, la cafetière et le grille pain sont branchés sur la même prise multiple prévue pour une intensité du courant de 10 A.

Données : tension d'alimentation U= 220 V.

Puissance des appareils : Pfour = 1500 W ; Pcafetière=1200 W ; Pgrille pain =1000 W.

Calculer l'intensité maximale du courant dans la prise multiple. Conclure.

Puissance totale si les 3 appareils fonctionnent simultanément P = Pfour + Pcafetière+ Pgrille pain = 3700 W.

P= U I cos j avec cos j = 1 ( résistances chauffantes).
I =
P
Ucos
j
=
3700
220
= 16,8 A.
Intensité bien supérieure à 10 A : la prise multiple va chauffer entrainant un risque d'incendie.


Bts 2008.

Une aide à domicile vous relate un incident survenu lors de sa pratique professionnelle : lorsqu'elle a branché l'aspirateur, l'alimentation électrique a été coupée.

Le stagiaire se demande si l'aspirateur était trop puissant pour la prise électrique. Pour lui répondre, vous calculer l'intensité du courant dans un appareil de puissance 1800 W, alimenté sous 220 V et de facteur de de puissance 0,8.

Comparer cette valeur à l'intensité nominale d'une prise standard qui est de 16 A et conclure.

P= U I cos j .
I =
P
Ucos
j
=
1800
220*0,8
= 10 A.
Intensité bien inférieure à 16 A : la puissance de l'aspirateur n'est pas en cause.

En examinant l'appareil, la stagiaire a constaté que le cordon d'alimentation était détérioré au niveau de la fiche de raccordement. Vous pensez que cela a pu causer un court-circuit.

Expliquer ce qu'est un court-circuit. Quel risque peut-il entrainer ? Quel dispositif permet d'assurer la sécurité ?

Court-circuit : connexion par un conducteur de faible résistance de deux points d’un circuit électrique entre lesquels existe une différence de potentiel.

L'intensité très élevée du courant de court-circuite est dangereuse : électrisation ou électrocution sont possibles ; risque d'incendie ( le court-circuit entraîne un arc électrique).

la présence d'un disjoncteur, d'un relais ou d'un fusible réduisent le danger en ouvrant le circuit lorsque le courant dépasse une valeur donnée pendant un temps déterminé (en cas de court-circuit ou de surcharge).

Pour mettre en garde vos stagiaires sur le danger du contact avec un fil électrique dénudé, vous calculez l'intensité du courant qui traverse un corps humain humide de résistance 3600 ohms soumis à une tension de 220 V et vous indiquer les effets du courant.

U= R I .
I =
U
R
=
220
3600
= 0,061 A = 61 mA.
intensité traversant le corps
effet probable
10 à 20 mA
picotements, secousse plus ou moins violente

contractures tétaniques des muscles

25 à 30 mA pendant 30 ms
tétanisation des muscles respiratoires et asphyxie
50 à 80 mA
fibrilation ventriculaire et arrêt du coeur.




Pour démontrer la nécessité d'une bonne aération en cas d'utilisation d'un chauffage d'appoint au gaz, vous calculez le volume d'air nécessaire à la combustion complète d'1 m3 de propane ( C3H8). BTS 2007.

Données : dans 1 m3 d'air il y a 0,2 m3 de dioxygène. Volume molaire des gaz Vm = 24 L mol-1.

Equation de la combustion du propane dans le dioxygène :

C3H8 (g)+ 5O2 (g) = 3 CO2 (g) + 4H2O(g).

1 m3 de propane nécessite donc 5 m3 de dioxygène soit 5*5 = 25 m3 d'air.

C'est à dire la moitié de l'air contenu dans une pièce de largeur 4 m, de longueur L= 5 m et de hauteur h = 2,5 m.


Amélioration de l'isolation thermique d'un plafond. BTS 2007.

Données : température de l'habitation T1 = 20 °C; température moyenne en hiver dans les combles : T2 = 5°C ;

surface des combles S = 75 m2 ; résistance thermique du plafond Rplafond = 0,2 m2 W-1 K ;

conductivité thermique de la laine de roche : l = 0,041 W m-1 K-1 ;

En cas d'association de plusieurs matériaux isolants, les résistances thermiques s'ajoutent.

Calculer le flux de chaleur perdue en hiver à travers le plafond de l'habitation :

- dans la situation actuelle :
flux ( watt) =
S(T1-T2)
Rpflafond
=
75 (20-5)
0,2
= 5625 W ~ 5,6 kW.
- dans l'hypothèse d'une isolation des combles ( rouleaux de laine de roche de 20 cm d'épaisseur ) :

Résistance thermique du plafond isolé :

R = Rpflafond +
épaisseur isolant
l
= 0,2 +
0,2
0,041
= 5,08~ 5,1 m2 W-1 K.
flux ( watt) =
S(T1-T2)
R
=
75 (20-5)
5,08
= 222 W ~ 0,22 kW.
Energie économisée ( kWh) pendant trois mois d'hiver :

Puissance économisée : 5,62-0,22 = 5,4 kW

énergie ( kWh) = puissance ( kW) * durée (heures)

3 mois = 3-30 jours = 3*30*24 heures = 2160 heures

énergie : 5,4*2160 = 11670 kWh ~ 12000 kWh.






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