6/- Mode Opératoire
* Peser à 0,1mg près dans la coupelle. Une masse de
combustible permettant d'obtenir une élévation de
température de 2,5 à 3,5 °C (1g pour le bois, 0,8g pour le
charbon).
* Relier les 2 bornes de la bombe par un fil d'allumage de
longueur et de pouvoir calorifique connus. Ce fils devra être en contact
avec l'échantillon.
* Introduire la coupelle dans la bombe. Ajuster le couvercle et
le visser sur le corps de la bombe.
* Charger avec précaution la bombe en oxygène
jusqu'à une pression de 25 à 30 bars.
* Introduire dans le vase calorimétrique une
quantité d'eau suffisante pour immerger la face supérieure du
couvercle de la bombe. Cette quantité vérifiée par
pesée, doit être la même à 1g près que celle
utilisée au cours de l'étalonnage pour détermination de la
capacité calorifique effective. Elle sera de 200 ml.
* placer la bombe dans le vase calorimétrique et
celui-ci dans la jaquette, ajuster le thermomètre, établir les
connexions et mettre l'agitateur en marche. La température de l'eau du
calorimètre à jaquette adiabatique doit être
inférieure à la température ambiante de 1°C à
1,5°C.
Ix
* Régler la température de la jaquette afin
qu'elle soit égale ou légèrement inférieure
à celle du vase calorimétrique et attendre 5 minutes pour obtenir
l'équilibre. Ajuster la température de la jaquette de
manière qu'elle soit égale à #177;0,01°C près
à celle du vase calorimétrique et attendre 3 minutes.
*Noter la température initiale et fermer le circuit
électrique pour provoquer l'inflammation.
* Observer la température du vase calorimétrique
toutes les minutes jusqu'à ce que 3 lectures successives soient
identiques. Noter cette température comme température maximale,
les observations thermométriques seront lues à 0,002°C au
moyen d'un dispositif donnant cette précision.
* Retirer la bombe du calorimètre, la laisser reposer
pendant 10 minutes, réduire lentement la pression, ouvrir la bombe.
* Vérifier si la combustion est complète,
c'est-à-dire s'il n'y a pas de dépôt de suie à
l'intérieur de la bombe ou des traces de carbone résiduel sur les
parois de la coupelle.
* Mesurer la longueur du fil d'allumage métallique qui n'a
pas brûlé.
* Rincer soigneusement l'intérieur de la bombe et du
couvercle avec un peu d'eau distillée et verser cette eau de
rinçage en même temps que celle qui avait été mise
primitivement au fond de la bombe, dans une fiole de 400ml en vue du dosage des
acides qui se sont formés au cours de la combustion.
* Expression des résultats :
Le pouvoir calorifique, supérieur à volume constant
Pv de l'échantillon non étuvé est donné par la
formule suivante en joule par gramme.
Pv
(4,1855 x E) (t m - t i) - (a +b)
=
M
Le pouvoir calorifique supérieur à volume constant
sur un échantillon anhydre est égal à :
Pv x (100-Hi) / 100
Avec : E = équivalent en eau du calorimètre, de la
bombe, de leurs accessoires et de l'eau Introduire dans la bombe (E est
calculé en faisant au moins 5 déterminations concordantes du
pouvoir calorifique supérieur de l'acide benzoïque de
qualité "étalon pour calorimétrie" (26450kJ/kg).
ti = température initiale en °C
tm = température maximale en °C
a= correction nécessitée par la formation
d'acides (la totalité des acides est dosée avec une solution de
carbonate de sodium. Indicateur rouge de méthyle). Compter 12,56 joules
par millilitre de solution de carbonate de sodium 0,1N.
b = correction nécessitée par la chaleur de
combustion du fil d'allumage (en joule/cm). M = masse de la prise d'essai en
grammes.
Hi = humidité de l'échantillon sec à l'air
en pourcentage en masse.
Le PCI se déduit par le calcul du PCS en connaissant le
nombre de molécules d'eau formées et la chaleur
dégagée par le passage de l'état de vapeur d'eau à
l'état liquide à la température initiale.
On admet généralement pour un produit anhydre la
formule moyenne approchée suivante : PCI anhydre = PCS anhydre -
(2508 x 9H.) en J/g
H étant le % pondéral d'hydrogène dans le
bois, 250kJ/kg étant la valeur de la chaleur latente de condensation de
l'eau à 0°C
Pour 6 % d'hydrogène (teneur moyenne du bois), nous avons
donc :
PCI anhydre = PCS anhydre - 1354 en j/g
X
Dans la pratique, le PCI d'un corps varie dans de fortes
proportions suivant son degré d'humidité. La quantité de
chaleur fournie diminue quand la teneur en eau du bois augmente Les formules
suivantes peuvent être utilisées pour le calcul du PCI du bois en
fonction de son humidité.
* Si E = humidité du bois en % du bois brut :
100 -
- E
Pe P ox
= 25,08 xE en J/g
100
Avec Pe = PCI à l'humidité E (J/g)
Po = PCI sur bois anhydre (J/g)
7/- Etalonnage du Calorimètre
Procédé régulièrement à
l'étalonnage du calorimètre, notamment lorsque :
- la température ambiante varie beaucoup - un
élément de l'appareil a été remplacé - la
bombe calorimétrique est changée
Mode opératoire : '(Cf Celui des
échantillons)
Pour l'étalonnage utiliser de l'acide benzoïque
étalon pour PCS, il ne devra pas être étuvé (donc
pas d'humidité a calculer ).
5 mesures seront nécessaires pour la détermination
de l'équivalent en eau. Les résultats devront être
très proches.
Pour chaque mesure peser dans la capsule 1g d'acide
benzoïque en pastille soit M. Equivalant en eau:
(M
x PCS ) (a b)
acide benzoïque étalon + +
E = en cal/°C
(t m - t i )
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