Par Ambre Webb | Mis à jour le 30 août 2022
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En chimie, la chaleur de combustion quantifie l'énergie libérée lorsqu'une substance subit une oxydation complète. La détermination de cette valeur pour les carburants courants, tels que la cire de paraffine, donne un aperçu des processus de conversion d'énergie, depuis les moteurs des véhicules jusqu'aux calories contenues dans notre alimentation. Cette expérience pratique utilise des matériaux facilement disponibles pour mesurer la chaleur de combustion d'une bougie en paraffine, offrant ainsi une compréhension pratique des principes thermochimiques.
Remplissez une canette de soda vide avec exactement 100 ml d’eau fraîche. Suspendez un thermomètre numérique dans l’eau à l’aide d’une bande de Sticky Tack afin qu’il ne touche pas les parois de la canette. Cet agencement constitue un simple calorimètre .
Coupez le dessus d'une deuxième canette de soda pour laisser un disque de 1 à 2 pouces de large. Pesez le disque et notez sa masse. Pesez la bougie en paraffine, puis placez la bougie sur le disque à l'intérieur du calorimètre.
Mesurez la température initiale de l’eau. Allumez la bougie, puis soulevez le calorimètre avec des pinces pour que la flamme soit juste au-dessus de la bougie, assurant ainsi une circulation d'air adéquate. Gardez une distance de sécurité pour éviter les brûlures.
Lorsque la flamme s'éteint, notez la température maximale de l'eau. Retirez la bougie et le disque, pesez la masse restante de la bougie et soustrayez la masse du disque pour obtenir la masse de cire qui a brûlé.
Masse brûlée =masse initiale de la bougie – masse finale de la bougie.
ΔT =température finale – température initiale.
En supposant que 1 ml d'eau ≈ 1 g, l'expérience utilise 100 g d'eau. La capacité thermique spécifique de l'eau est de 4,18Jg⁻¹°C⁻¹.
Énergie thermique (Q) =100g × ΔT × 4,18Jg⁻¹°C⁻¹.
Chaleur de combustion (ΔH_comb) =Q ÷ masse brûlée (g). Le résultat est exprimé en Jg⁻¹.
Ne touchez pas le calorimètre lorsqu'il est chaud ou immédiatement après. Utilisez des pinces et maintenez une distance de travail sûre pour éviter les brûlures.