Chapitre 10
Problèmes à résoudre
Conversions d'énergie au cours d'une combustion
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33La forêt amazonienne, un poumon vert ?
✔ RAI/ANA : Construire un raisonnement
La forêt amazonienne est décrite comme le poumon vert de la planète.
D'après WWF : « L'Amazonie est vitale pour la survie de la planète. C'est le poumon vert : elle fournit une partie de l'oxygène que nous respirons. »
À l'aide des documents et de vos connaissances personnelles, présenter en une dizaine de lignes vos avis et vos arguments pour commenter cette affirmation et expliquer l'importance de la forêt amazonienne.
Doc. 1
La photosynthèse
Les végétaux chlorophylliens ont besoin de la photosynthèse pour se développer. Ce processus permet,
grâce à l'énergie lumineuse, de produire de la cellulose qui est une macromolécule de glucose.
La réaction ajustée modélisant cette transformation est :
6\, \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g})+6\, \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_{6}(\mathrm{s})+6\, \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}).
La cellulose est le constituant principal de l'arbre. Il est produit essentiellement lors de son développement.
Doc. 2
Une forêt de pins
Aux États-Unis, les forêts de pin peuvent stocker chaque année 3 à 10 tonnes de dioxyde de carbone
par an et par hectare. Ce pic survient lors de la croissance des arbres, qui dure entre 20 ans et 80 ans. Ce
stockage diminue ensuite rapidement jusqu'à la fin de leur croissance (150 ans) et devient pratiquement
nul jusqu'à la mort du pin (500 ans). À sa mort, si le bois n'est pas exploité, le pin se décompose et relâche
dans la nature le dioxyde de carbone stocké.
Doc. 3
Biodiversité
Située en Amérique du Sud, la forêt amazonienne s'étend sur plus de 4 millions de kilomètres carrés de
végétation, couvrant ainsi à elle seule près du tiers des forêts tropicales de notre planète. Cette surface
se réduit chaque année suite à la déforestation. Or, l'Amazonie abrite la plus grande biodiversité au
monde, soit plus de 70 % de la biodiversité animale et végétale répertoriée dans le monde.
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34Transports écologiques
✔ RAI/ANA : Utiliser des documents pour répondre à une problématique Pour diminuer la production de dioxyde de carbone \text{CO}_{2} lors des déplacements motorisés, il est conseillé de faire du covoiturage ou d'utiliser des transports avec une faible empreinte carbone.
1. Des différents transports, lequel est le plus écologique ?
2. Quelle critique peut-on émettre sur les résultats obtenus ?
Doc. 1
Empreinte carbone
L'empreinte carbone permet de quantifier les émissions de gaz à effet de serre émises par une activité, une personne, un groupe ou une organisation.
Doc. 2
Divers transports
|
Transport |
Nombre maximum de passagers |
Carburant |
Consommation pour 100 km |
|
Avion A380 |
853 |
Kérosène \bf{(\mathrm{C}_{10} \mathrm{H}_{22})} |
3 241 L |
|
Voiture |
5 |
Essence \bf{(\mathrm{C}_{8} \mathrm{H}_{18})} |
7 L |
|
Autobus |
50 |
Gazole \bf{(\mathrm{C}_{16} \mathrm{H}_{34})} |
37 L |
Doc. 3
Empreinte carbone
Sur le site oui.sncf, il est indiqué qu'un trajet en train de 100 km représente une empreinte carbone
de 320 g de \text{CO}_{2} émis par personne.
Doc. 4
Le train jaune sur le pont Séjourné
Données
- \rho(\mathrm{C}_{10} \mathrm{H}_{22})=0\text{,}73 kg·L-1 ;
- \rho(\mathrm{C}_{8} \mathrm{H}_{18})=0\text{,}70 kg·L-1 ;
- \rho(\mathrm{C}_{16} \mathrm{H}_{34})=0\text{,}77 kg·L-1.
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CLe \text{CO}_2, c'est pas des salades
✔ RAI/ANA : Construire un chemin de résolution
Chaque année dans le monde, près de 36 000 Mt de dioxyde de carbone \text{CO}_2 sont produites, et seulement 0,5 % de ces émissions mondiales sont valorisées dans l'industrie ou le commerce. Pourtant le \text{CO}_2 peut-être utilisé dans l'industrie chimique lors de la synthèse d'engrais tel que l'urée.
Quelle masse de dioxyde de carbone \text{CO}_2 peut-on valoriser sur une exploitation moyenne de production de laitues ?
Chaque année dans le monde, près de 36 000 Mt de dioxyde de carbone \text{CO}_2 sont produites, et seulement 0,5 % de ces émissions mondiales sont valorisées dans l'industrie ou le commerce. Pourtant le \text{CO}_2 peut-être utilisé dans l'industrie chimique lors de la synthèse d'engrais tel que l'urée.
Quelle masse de dioxyde de carbone \text{CO}_2 peut-on valoriser sur une exploitation moyenne de production de laitues ?
Données
- 1\, \text{ha} = 10 000 \,\text{m}^2
Doc. 1
Exploitation de laitues
La laitue de la famille des astéracées se consomme toute l'année. Pour produire près de 460 000 laitues chaque année en France il faut bien préparer sa parcelle de terrain.
Une parcelle moyenne de 3,8 ha nécessite environ 50 kg.ha-1 d'engrais azoté (urée) pour apporter tous les oligoéléments essentiels à la laitue.
Une parcelle moyenne de 3,8 ha nécessite environ 50 kg.ha-1 d'engrais azoté (urée) pour apporter tous les oligoéléments essentiels à la laitue.
Doc. 2
L'urée
L'urée est découvert en 1773, et fût la première molécule organique synthétisée en 1828. Aujourd'hui il est produit de manière industrielle à partir de \text{CO}_2 et d'ammoniac selon la réaction suivante :
\mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g})+2\, \mathrm{N} \mathrm{H}_3 (\mathrm{g}) \rightarrow
\mathrm{C} \mathrm{O}(\mathrm{N} \mathrm{H}_2)_2 (\mathrm{aq})+ \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l}).
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35BacDiesel vs Essence
✔ RAI/ANA : Utiliser les documents
Le gazole \mathrm{C}_{16} \mathrm{H}_{34} et l'essence \mathrm{C}_{8} \mathrm{H}_{18} sont deux carburants utilisés principalement dans l'automobile. Ils sont souvent
mis en comparaison dans leur mode de fonctionnement mais aussi pour la pollution qu'ils produisent.
On retrouve souvent l'information suivant laquelle les voitures fonctionnant au diesel sont plus polluantes que les voitures à essence. Mais est-ce bien la vérité ?
Calculer la production de dioxyde de carbone \text{CO}_{2} de chaque véhicule pour un trajet de 100 km, et corriger l'affirmation précédente si nécessaire.
Données
- Énergies de liaisons voir .
Doc. 1
Rendement d'un moteur
Les moteurs des voitures sont dits « à explosion », ce processus permet de transformer l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.
Les ingénieurs en automobile travaillent à améliorer ce rendement afin d'utiliser le moins de carburant possible. Le rendement actuel des voitures est de 42 % pour les moteurs diesel et de 36 % pour ceux à l'essence.
Les ingénieurs en automobile travaillent à améliorer ce rendement afin d'utiliser le moins de carburant possible. Le rendement actuel des voitures est de 42 % pour les moteurs diesel et de 36 % pour ceux à l'essence.
Doc. 2
L'énergie mécanique
L'énergie mécanique d'une voiture est l'énergie transmise aux roues par le moteur. Pour un trajet de 100 km à vitesse moyenne, les voitures doivent fournir une énergie mécanique de 89,3 MJ quel que soit le carburant utilisé.
Doc. 3
Les particules fines
Les particules fines sont des substances organiques qui pénètrent profondément dans les voies respiratoires et peuvent causer des maladies cardiovasculaires et respiratoires mais aussi le cancer des poumons.
Tous les véhicules émettent des particules fines. Les voitures fonctionnant au diesel rejettent cependant plus de particules fines que les voitures à essence.
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Retour sur la problématique du chapitre
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36Le phytoplancton, carburant du futur
✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours
Les phytoplanctons sont des organismes végétaux microscopiques qui vivent en suspension dans l'eau.
Tout au long de leur croissance, ils absorbent le dioxyde de carbone et le transforment en tissus organiques, tout en rejetant du dioxygène.
1. Comparer le fonctionnement du phytoplancton à celui des arbres.
2. Justifier en quoi l'exploitation du phytoplancton a un bilan carbone nul.
Tout au long de leur croissance, ils absorbent le dioxyde de carbone et le transforment en tissus organiques, tout en rejetant du dioxygène.
1. Comparer le fonctionnement du phytoplancton à celui des arbres.
2. Justifier en quoi l'exploitation du phytoplancton a un bilan carbone nul.
Doc. 1
Le phytoplancton en danger
L'augmentation de \text{CO}_{2} dans l'atmosphère conduit à l'acidification des océans et à la disparition du phytoplancton. Or, le phytoplancton est un maillon essentiel de la chaîne alimentaire aquatique.
Doc. 2
Le biocarburant
La culture des phytoplanctons permet d'extraire leurs lipides. Ces derniers peuvent ensuite être utilisés dans les moteurs diesel tout comme les huiles végétales.
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j'ai une idée !
Oups, une coquille
