|
|
bts tp 1990
I : STOCKAGE SOUTERRAIN DE GAZ NATUREL (9 points)
Un réservoir de gaz souterrain est à une profondeur de 430 m et le gaz est injecté sous la pression de 4,9 MPa. La température est de 30°C et le volume du site vaut 10,8.106 m3. Le gaz est assimilé à un gaz parfait de constante R = 8,31 J.K-1, le volume molaire sous une pression de 105 Pa à la température de 0°C vaut 22,4 l.
1) Quel est le volume de ce gaz s'il était dans les conditions normales (105 Pa, 0°C) que l'on pourra injecter dans ce réservoir ?
2) Une partie seulement du gaz injecté peut être exploitée, cette partie exploitable occupe dans les conditions normales un volume égal à 220.106 m3.
- a) Calculez le volume de ce gaz à 30°C sous la pression de 105 Pa.
- b) Ce gaz est injecté dans le réservoir en période estivale par une compression isotherme à la température de 30°C qui porte le gaz de 105 Pa à P = 4,9 MPa.
Calculez le travail nécessaire pour effectuer cette compression.
3) On prélève en hiver un volume de ce gaz égal à 5890 m3, volume mesuré dans les conditions de stockage (30°C, 4,9 MPa).
Ce gaz est détendu au cours d'une transformation adiabatique jusqu'à la pression de 2,5 MPa.
Expliquez ce qu'est une transformation adiabatique.
Calculez le volume et la température du gaz après la détente.
On donne : g = 1,3
II : PRÉPARATION D'UN SITE DE STOCKAGE (6 points)
On pompe de l'eau dans une nappe aquifère à une profondeur supérieure à 100 m. La masse volumique de l'eau est r = 1000 kg.m-3.
a) Pourrait-on, pour extraire l'eau, placer une pompe aspirante située au niveau de la surface ? Justifiez votre réponse.
b) En réalité on immerge une pompe refoulante au niveau de la nappe aquifère. L'eau est évacuée avec un débit de 83 m3.h-1 par une canalisation de rayon 4 cm.
|
|
Quel est le débit massique de la pompe exprimé en kg.s-1 ?
Quelle est la vitesse d'écoulement de l'eau ?
c) A la sortie de la pompe (en A) la pression effective est de 16,6.105 Pa. On admet que l'eau arrive dans le réservoir (en B) à la pression atmosphérique.
Calculez la profondeur à laquelle est placée cette pompe.
On prend g = 9,8 m.s-2 et on suppose que l'eau est dénuée de viscosité.
III : PROTECTION DE LA CANALISATION (5 points)
1) On désire protéger la canalisation en fer en la reliant dans le sol à une électrode en zinc.
A l'aide du tableau des potentiels standard d'oxydoréduction, expliquez pourquoi la canalisation est ainsi préservée. Écrire la demi-réaction subie par le zinc.
2) Quelle quantité d'électricité est capable de donner dans les conditions idéales une électrode de zinc de masse 5 kg ?.
3) L'intensité du courant circulant dans le fil de liaison est de 45 mA. Pendant combien de temps cette canalisation sera-t-elle protégée ?
On donne : 1 Faraday = 96500 C. Masse molaire atomique du zinc M = 65,4 g. mol-1.
