La tequila, un atout minceur ?

Selon une étude de l’American Chemical Society, il paraît que la tequila ferait maigrir ?

Absolument pas, je vais expliquer pourquoi et comment.

La tequila est une boisson à base d’agave. Mais c’est surtout une boisson alcoolisée, avec 35 à 55% d’alcool en volume. Ainsi, si je me sers de la tequila dans un verre de 200 mL (= 200 cm3), mon verre contiendra 55,23 g à 86,79 g d’éthanol. Or, l’alcool, c’est 7 kilocalories par gramme absorbé. Donc mon verre de tequila représentera entre 387 et 608 kilocalories en énergie, ce qui est beaucoup, d’ailleurs, dans l’exemple expliqué ici. Alors, non, la tequila ne fait absolument pas maigrir, à cause de l’alcool qu’elle contient. La tequila, comme toute boisson alcoolisée, fait grossir : à consommer avec modération…

 

John Philip C. Manson

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Etude thermodynamique chimique de la valeur énergétique des aliments

Je me suis aperçu que la valeur énergétique (en kilocalories) des aliments correspondait à l’enthalpie de la réaction chimique de combustion de la substance avec le dioxygène.

Exemple de l’éthanol :

C2H5OH + 3 O2  -> 2 CO2 + 3 H2O

La combustion de l’éthanol (le même alcool que l’on picole) avec le dioxygène libère de la chaleur (réaction exothermique) : 1367 kJ/mol.

Lorsqu’on divise les kilojoules par mole par la masse molaire et que l’on divise aussi par le coefficient 4,184 kJ/kcal, l’on obtient une valeur énergétique exprimée en kilocalories par gramme.

Ainsi, pour le cas de l’éthanol, je trouve 4 kcal/g. Je trouve la même valeur que celle des nutritionnistes.

Exemple du saccharose (sucre ordinaire) :

C12H22O11 + 12 O2 -> 12 CO2 + 11 H2O

La combustion du saccharose libère une chaleur (c’est exothermique) de 5640 kJ/mol, ce qui équivaut à 3,94 kcal/g. C’est très proche de la valeur des nutritionnistes (4 kcal/g).

Exemple de l’aspartame :

C14H18N2O5 + 16 O2 -> 14 CO2 + 9 H2O + N2

Pour le cas de l’aspartame, je trouve 7,4 kcal/g, mais il s’agit d’une réaction endothermique de combustion, contrairement à l’éthanol et le saccharose. J’ai basé ici mon calcul sur les énergies de liaisons : https://jpcmanson.files.wordpress.com/2013/01/energiesliaisons.png

Les nutritionnistes, ou la plupart, affirment que l’aspartame correspond à seulement 52 kcal pour 100 g, soit 0,52 kcal/g. Pourquoi on ne retrouve pas cette valeur selon l’enthalpie de réaction ?

L’aspartame est un dipeptide, qui est un précurseur des protéines. Or les protéines ont une valeur énergétique moyenne de 4 kcal/g. Tandis que celle des lipides est plutôt de 9 kcal/g.

En terme de masse, l’aspartame est moins calorigène car son pouvoir sucrant est environ 200 fois supérieur à celui du saccharose, ainsi on consomme 200 fois moins d’aspartame par rapport au saccharose. Mais à masse égale, l’aspartame est-il réellement moins calorique que le sucre ? L’aspartame n’est pas chimiquement si différent des protéines qui, elles, sont néanmoins calorigènes (4 kcal/g).

La valeur suggérée de 51 kcal pour 100 g pour l’aspartame, je l’ai lu ici : http://sante.journaldesfemmes.com/calories/edulcorant-a-l-aspartame/aliment-31019 D’où sortent-ils(elles) cette valeur ?

Cependant, on peut lire une tout autre valeur, équivalente à celle que j’ai calculée, dans ce document luxembourgeois : http://www.ulc.lu/Uploads/Konsument_Menage/Doc/20_1_20-23.pdf dont je cite : « à part l’aspartame (4 kcal/g) ».

Comme vous le constatez, les connaissances en chimie sont utiles pour garder un esprit critique, même en matière de diététique. En effet, quand certain(e)s déclarent qu’un édulcorant n’est pas calorique ou très peu, ce n’est pas forcément vrai.

© 2015 John Philip C. Manson

Thermochimie : étude de divers combustibles

Une relecture minutieuse (le 1er juin 2012) de l’article présent atteste que les données mentionnées (l’enthalpie par unité de masse, synonyme de PCI) ne comportent pas d’erreurs, cela a été soigneusement vérifié. Y ont été ajoutés le cas du méthanol et du dihydrogène.

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C’est un sujet que j’ai déjà abordé.

Le présent article ajoute des détails quantitatifs supplémentaires. En outre, les gaz propane et butane sont comparés avec l’octane (essence “sans plomb”) et l’éthanol (synonyme de bioéthanol). Pour simplifier, la quantité d’eau issue des réactions de combustion est négligée volontairement.

Voici la comparaison énergétique quantitative de différents combustibles (par unité de masse de combustible) :

  • La combustion complète du dihydrogène dans le dioxygène est exothermique : énergie de 285,85 kJ/mol soit 142,92 MJ/kg.
  • La combustion complète du méthane dans le dioxygène est exothermique : énergie de 890,6 kJ/mol soit 55,6625 MJ/kg.
  • La combustion complète du propane dans le dioxygène est exothermique : énergie de 2220 kJ/mol soit 50,4545 MJ/kg.
  • La combustion complète du butane dans le dioxygène est exothermique : énergie de 2877,5 kJ/mol soit 49,612 MJ/kg.
  • La combustion complète de l’octane dans le dioxygène est exothermique : énergie de 5051 kJ/mol soit 44,307 MJ/kg.
  • La combustion complète du charbon (carbone) dans le dioxygène est exothermique : énergie de 393,5 kJ/mol soit 32,792 MJ/kg.
  • La combustion complète de l’éthanol dans le dioxygène est exothermique : énergie de 1367 kJ/mol soit 29,72 MJ/kg.
  • La combustion complète du méthanol dans le dioxygène est exothermique : énergie de 726,5 kJ/mol soit 22,7 MJ/kg.

L’expression de l’énergie produite par masse de combustible montre que le méthanol est le combustible qui produit le moins d’énergie par unité de masse, par rapport aux autres combustibles.

Comparaison des émissions massiques de CO2 par kg de gaz consumé :

  • La combustion complète du dihydrogène dans le dioxygène ne produit que de l’eau, donc 0 kg de CO2 par kg de dihydrogène. Cela n’est vrai que par des électrolyses, et c’est la solution la plus avantageuse. Mais dans les faits actuels, 95% de la production industrielle du dihydrogène est réalisée par reformage du méthane selon la réaction CH4 + O2 -> 2 H2 + CO2. La réaction produit donc 2,75 kg de CO2 par kg de méthane et 0,25 kg de dihydrogène par kg de méthane : ainsi on aura produit finalement 11 kg de CO2 pour une production de 1 kg de dihydrogène.
  • La combustion complète du méthanol dans le dioxygène produit 1,37 kg de CO2 par kg de méthanol.
  • La combustion complète de l’éthanol dans le dioxygène produit 1,91 kg de CO2 par kg d’éthanol.
  • La combustion complète du méthane dans le dioxygène produit 2,75 kg de CO2 par kg de méthane.
  • La combustion complète du propane dans le dioxygène produit 3 kg de CO2 par kg de propane.
  • La combustion complète du butane dans le dioxygène produit 3,0345 kg de CO2 par kg de butane.
  • La combustion complète de l’octane dans le dioxygène produit 3,09 kg de CO2 par kg d’octane.
  • La combustion complète du carbone dans le dioxygène produit 3,66 kg de CO2 par kg de carbone.

Le charbon (suivi de l’octane) est le combustible qui émet le plus de CO2 par unité de masse.

Équivalence énergétique de la combustion des gaz en bouteille par rapport à l’énergie électrique :

  • Une bouteille de 13 kg de propane représente une énergie thermochimique potentielle de 655,9085 MJ, soit 182,1968 kWh, soit 156541,408 kcal.
  • Une bouteille de 13 kg de butane représente une énergie thermochimique potentielle de 644,956 MJ, soit 179,1544 kWh, soit 153927,446 kcal.

Information complémentaire :

  • La combustion complète d’une charge de 13 kg de propane émet 39 kg de CO2 au total.
  • La combustion complète d’une charge de 13 kg de butane émet 39,4485 kg de CO2 au total.

Conclusion pour le gaz en bouteille :

  • Le propane est plus avantageux que le butane : pour deux quantités identiques de gaz combustible, le propane produit 1,698% d’énergie thermique de plus que le butane.
  • Si une charge de 13 kg de gaz coûte 29,00 €, alors le prix moyen de l’énergie par combustion des gaz vaut environ 16 centimes d’euro par kilowatt-heure. L’électricité d’origine nucléaire coûte environ 9 centimes d’euro par kWh. Chauffer avec du gaz revient deux fois plus cher que chauffer à l’électricité. Si on sort du nucléaire, il est absolument certain que le prix moyen du kWh c’est plus cher avec le gaz ; et la surconsommation soudaine du gaz du fait de l’abandon du nucléaire ça fera grimper les prix (le gaz étant déjà cher), à croire que c’est un coup fait exprès… Si on supprime le nucléaire on peut s’attendre à voir une grimpée du prix du gaz qui deviendra prohibitif et les conséquences sont catastrophiques… L’électricité éolienne, elle aussi, c’est plus cher que le nucléaire.
  • Une masse de 1 kg de méthane produit 1,87 fois plus d’énergie thermique que 1 kg d’éthanol. Il faut donc 1,87 kg d’éthanol pour produire autant d’énergie que 1 kg de méthane. Un véhicule qui utilise par exemple 50 kg d’éthanol dans son réservoir parcourra donc 1,87 fois moins de km que s’il avait 50 kg d’octane dans son réservoir.

BILAN TRÈS INTÉRESSANT :

La combustion complètement dans le dioxygène produit une quantité d’énergie par kg de combustible :

  • 50 milliards de kWh (soit 50 TWh) sont théoriquement productibles par 1 kg d’antimatière qui s’annihile avec 1 kg de matière. Équivaut à presque 43 mégatonnes en puissance nucléaire. On est loin de pouvoir exploiter l’antimatière…
  • 116300 à 186080 kWh sont produits par la fission nucléaire de 1 kg d’uranium enrichi, la fission n’émet pas de CO2. Un kg d’uranium fissile équivaut de 10 à 16 kilotonnes de puissance nucléaire.
  • 15,462 kWh sont produits par 1 kg de méthane, ça émet par conséquent 2,75 kg de CO2.
  • 14,015 kWh sont produits par 1 kg de propane, ça émet par conséquent 3 kg de CO2.
  • 13,78 kWh sont produits par 1 kg de butane, ça émet par conséquent 3,03 kg de CO2.
  • 12,31 kWh sont produits par 1 kg d’octane, ça émet par conséquent 3,09 kg de CO2.
  • 9,11 kWh sont produits par 1 kg de charbon (carbone), ça émet par conséquent 3,66 kg de CO2.
  • 8,26 kWh sont produits par 1 kg d’éthanol, ça émet par conséquent 1,91 kg de CO2.

Parmi les combustibles, l’éthanol est celui qui fournit le moins d’énergie par unité de masse. Au niveau du rendement, le méthane est le combustible le plus avantageux (1,87 fois plus énergétique que l’éthanol par unité de masse de combustible).

La combustion complète dans le dioxygène (excepté la fission nucléaire) produit 1 kWh selon diverses masses de combustibles :

  • 1 kWh = 0,0033 g d’uranium enrichi (ou 0,0086 g d’uranium dans réacteur à eau à cycle ouvert) , soit une émission de 0 g de CO2.
  • 1 kWh = 65 g de méthane, soit une émission de 179 g de CO2.
  • 1 kWh = 71 g de propane, soit une émission de 213 g de CO2.
  • 1 kWh = 72,6 g de butane, soit une émission de 220,3 g de CO2.
  • 1 kWh = 121 g d’éthanol, soit une émission de 231 g de CO2.
  • 1 kWh = 81 g d’octane, soit une émission de 250,3 g de CO2.
  • 1 kWh = 110 g de carbone, soit une émission de 401,8 g de CO2.

Par kWh produit, le charbon est de tous les combustibles le plus émetteur en CO2. Les centrales électriques à charbon sont donc une mauvaise option énergétique.
 

Bilan énergétique : 

  • Pour une même quantité d’énergie thermochimique produite, l’octane émet environ 8% de CO2 de plus que l’éthanol, ce qui est une marge faible.
  • Mais pour produire une énergie équivalente, il faut une masse d’environ 49% d’éthanol en plus par rapport à l’octane, ce qui est un gros inconvénient.
  • Sachant que l’octane coûte actuellement environ 1,5 € par litre à la pompe à essence, alors ça correspond à 2,13 € par kg d’octane, sachant aussi que 1 kg d’octane équivaut à 12,31 kWh, alors le prix moyen du kWh par combustion de l’octane est de 17,3 centimes d’euros, ce qui est un prix énergétique sensiblement proche du prix du kWh du gaz en bouteille (lui, environ 16 centimes d’euro par kWh produit).
  • Raisonnement réaliste : Supposons que certains décident d’arrêter tout le nucléaire au profit des centrales électriques à charbon. Si tout le nucléaire était remplacé par des centrales électriques à charbon, cela reviendrait à dire que les 508,42 milliards de kWh annuels devront être produits par le charbon au lieu de la fission de l’uranium, ça consiste à renoncer à 2732 à 4372 tonnes d’uranium seulement pour se résigner à préférer transporter à travers le monde (importation) puis brûler les 34,8 millions de tonnes annuelles de charbon venu du monde entier qui émettront ainsi 127,7 millions de tonnes de CO2 par an

© 2011 John Philip C. Manson