Energie : besoins et ressources

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1 Energie : besoins et ressources Activités documentaires I-Facture d électricité d un particulier 1 )Quelles sont les unités utilisées pour la puissance et l énergie? Puissance : kva Energie : kwh 2 )Que signifie «VA»? V : désigne le volt, l unité de tension électrique U. A : désigne l ampère, l unité d intensité du courant électrique I. 3 )En déduire une relation entre la tension électrique U et l intensité I du courant électrique : P = U.I 4 )Sachant que le «VA» équivaut au watt(w), en déduire une relation entre la puissance P(en watt) et l énergie E. L unité d énergie étant le kwh, l énergie E est le produit de la puissance P par la durée t E = P.t L unité légale (encore appelée unité SI, unité du système international) d énergie est le joule, symbole : J. 5 )Exprimer en joule l énergie consommée par ce particulier pendant la période de facturation. L abonné a consommé 510kWh. E = 510x10 3 x3600 = 1836x10 6 J= 1836 MJ (1 mégajoule= 10 6 joules=1million de joules)

2 6 )Exprimer en seconde la durée de facturation. t = 2 mois= 2x30x24x3600= 5184x10 3 s 7 )Calculer en watt la puissance moyenne du compteur pendant ces deux mois. Puissance moyenne consommée : P = E/t P = 1836x10 6 /5184x10 3 = 354 W 8 )Quelle énergie électrique maximale cet abonné peut-il consommer en 12h? L exprimer en kwh, puis en joule(j). Puissance maximale disponible : P max = 6 kw Pour t = 12 h : E = 6x12 = 72 kwh E = 6x10 3 x12x3600 = 259,2 x10 6 J = 259,2 MJ II-Activités humaines et besoins en énergie Document 1 : secteurs consommant du pétrole 1 )A quel pourcentage de la consommation totale le secteur des transports (route, rail, air) correspond-il? Le secteur des transports(aérien, routier, maritime) correspond à : = 52% (route, air) : 6+41 = 47%

3 2 )Diagramme en camembert Commentaire : Les transports représentent plus de la moitié de la consommation de pétrole, ce qui n apparaît pas clairement par une lecture rapide du tableau, ce qui justifie la construction du diagramme. Ce poste est important en France car la branche «énergie» est faible, en raison de la production d électricité par la voie nucléaire.

4 Document 2 : Ordres de grandeur de puissances 1 )Classer les dispositifs par ordre de puissance croissante. DEL ; lampe basse consommation ; fer à repasser ; four de cuisinière ; un moteur de TGV ; l éclairage de la ville de Paris ; tranche de centrale nucléaire ; besoins moyens de la France. 2 )Calculer en kwh la production d énergie d une centrale nucléaire pendant un an. 3 )La consommation mondiale annuelle énergétique est : E = 1,3x10 14 kwh Estimer le nombre de centrales nucléaires nécessaires pour satisfaire les besoins énergétiques mondiaux. Calcul du nombre N de centrales nécessaires : N = 1,3x10 14 / 1,14x10 10 = Dans le monde, il y a actuellement un peu plus de 400 réacteurs de centrales nucléaires en fonctionnement ; il en faudrait donc 30 fois plus pour couvrir les besoins énergétiques mondiaux uniquement à partir de ce mode de production.

5 Document 3 : La consommation de pétrole dans le monde 1 )Laquelle de ces régions a consommé le plus de pétrole brut en 2009? L Asie est la région du monde qui a consommé le plus de pétrole brut en )Commenter la dernière ligne du tableau. Cependant un asiatique consomme environ 18 /4,4 4 fois moins d énergie qu un habitant d Amérique du Nord. Document 4 : Utiliser une nouvelle unité pour l énergie : le tep L énergie libérée par la combustion d une tonne de charbon n est pas égale à celle libérée à partir d une tonne de pétrole. Pour comparer les différentes ressources d énergie, on utilise donc une unité commune, la tonne équivalent pétrole (tep) : 1000kWh = 0,086 tep 1 )Quel type d énergie a vu sa consommation le plus augmenter au cours de la décennie? La ressource dont la consommation a le plus augmenté au cours de la décennie est le charbon.

6 La durée caractéristique du charbon est supérieure à celle des autres ressources fossiles. C est pourquoi la consommation de charbon augmente encore, notamment en Chine qui possède de grandes réserves. 2 )Vérifier que l augmentation de la consommation d énergie de l Asie a été de 68% sur la décennie. Estimer alors la consommation d énergie de l Asie en 2019, si le pourcentage d augmentation reste le même. L augmentation de la consommation d énergie de l Asie a été de : ( ) /2475 = 0,68 soit 68% Une augmentation de 68% sur 4147 millions donne : 4147x0,68 = millions de tep supplémentaires, soit : = millions de tep en Les pays les plus peuplés consomment de plus en plus d énergie ; la consommation mondiale d énergie va encore croître dans la prochaine décennie. Bilan Dans le monde, la consommation énergétique par habitant est très inégale. Actuellement, les habitants des pays les plus peuplés, Chine et Inde notamment, consomment encore peu d énergie. Mais leur consommation croît, contrairement à celle des habitants des pays grands consommateurs.