Energie renouvelable Energie non renouvelable

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1 L énergie. I ) L énergies sous différentes formes. 1 ) Donner une définition pour énergie : Renouvelable : Non renouvelable : 2 ) Compléter le tableau en visionnant le diaporama. Energie renouvelable Energie non renouvelable II ) Transformation d énergie. 1 ) Donner une définition pour énergie : Primaire : Secondaire : 2 ) Transformation de l énergie fossile en énergie mécanique puis en énergie électrique. Un réservoir d énergie est représenté avec un carré : Un transfert d énergie est représenté par une flèche : Un convertisseur d énergie est représenté par un cercle : Etude d un groupe électrogène (essence ; alternateur ; moteur) Comment peut-on aussi appeler l énergie thermique : 3 ) Le rendement L énergie 1

2 III ) Quelques chiffres, des statistiques pour mieux voir. 1 ) Du graphique aux chiffres ; des chiffres au diagramme. Donner la production d énergie primaire d origine renouvelable en 2005 pour l UE : Compléter le tableau suivant : Diagramme à barre : Comme son nom l'indique, les diagrammes à barres sont formés... de barres, verticales ou horizontales. Chaque barre est associée à une valeur de la variable indépendante (qualitative ou quantitative); la longueur de la barre représente la valeur de la variable dépendante Tracer le diagramme à barre correspondant En Mtep Biomasse Hydraulique Solaire Eolien Géothermie Total A. Latine Europe Afrique Ex URSS Moyen Orient Extrême-Orient Total IV ) Exercices. 1 ) Compléter le tableau suivant L énergie 2

3 En Mtep 2 ) Donner en Mtep la disponibilité des énergies primaires en France en ) Une batterie de cellules photovoltaïques a une surface réceptrice de 8 m². Son taux de conversion de l'énergie solaire en énergie électrique est de 15 %. Le rayonnement solaire apporte en moyenne, chaque seconde, 1 kj/m². Elle fonctionne 10 heures par jour. Pétrole Gaz Charbon Nucléaire Renouvelables Total En Mtep Calculer l'énergie électrique fournie en une journée par la batterie de cellules. 4 ) Une centrale hydraulique utilise l'énergie cinétique d'une chute d'eau pour faire tourner une turbine entraînant un alternateur afin de produire de l électricité. a) Etablir la chaîne énergétique mise en œuvre dans cette centrale. b) Le rendement de la turbine est de 70 %, celui de l'alternateur de 85 %. Calculer le rendement global de chaîne de transformation 5 ) Une barrière se soulève d un mouvement de rotation uniforme. Le moteur s arrête lorsqu elle est verticale (90 par rapport à l horizontale). Un frein la bloque dans cette position. 1) La barrière met 15 secondes pour s incliner d un angle a de 90. Elle est alors à l arrêt. a) Justifier que l angle de déplacement (a) est environ de 1,57 radians. b) Calculer, en radian par seconde, arrondi au dixième, la vitesse angulaire w. 2) Pendant la montée de la barrière, son énergie cinétique de rotation est donnée par la formule : Ec = w 2. L énergie 3

4 a) Calculer cette énergie cinétique au cours de la montée de la barrière (w = 0,1 rad/s). b) Calculer l énergie cinétique de la barrière lorsqu elle est à l arrêt. 3) Quand la barrière monte, elle emmagasine de l énergie potentielle. a) De quelle hauteur s est élevé le centre de gravité G lorsque la barrière est à la verticale? b) Calculer alors l énergie potentielle de la barrière lorsqu elle est arrêtée. (D après sujet de BEP Electrotechnique Session juin 2003) 6 ) Monsieur Labricole alimente son atelier avec de l eau de pluie récupérée dans une cuve équipée d une pompe électrique. On lit sur la plaque signalétique de la pompe : KF ; 900 W ; 230 V ; 50 Hz ; 2500 L/h 1) Calculer en J, l énergie consommée si la pompe fonctionne pendant 15 min. 2) Compléter la chaîne énergétique de la pompe de refoulement à l aide des propositions suivantes : «chimique», «électrique», «solaire», «mécanique» Energie Pompe Energie 3) La pompe absorbe une énergie électrique de J. Son rendement est de 70 %. Calculer l énergie mécanique produite par cette pompe. (D après sujet de BEP Secteur 2 Session 2005) 7 ) M. et Mme DUPONT partent en vacances pendant 8 jours. Pour réaliser des économies, Mme DUPONT souhaite éteindre son chauffe-eau électrique. Son époux, préfère le laisser branché, prétextant que l énergie nécessaire pour maintenir l eau à bonne température sera équivalente à l énergie nécessaire, au retour, pour remettre en route le chauffe-eau. Pour savoir qui a raison, on propose de répondre aux questions suivantes : 1) Lorsque le chauffe-eau est laissé branché sans être utilisé, la consommation d entretien est de 1,52 kwh par 24 heures. Calculer l énergie consommée par cet appareil pendant les vacances de M. et Mme DUPONT. 2) Si Mme DUPONT éteint le chauffe-eau, alors 6 heures et 30 minutes de chauffage seront nécessaires pour amener l eau à la température d utilisation. Calculer dans ce cas l énergie nécessaire pour remettre l appareil en service. (Rappel : E = P t) 3) Qui, de M. ou Mme DUPONT, a raison? Justifier la réponse. Plaque signalétique : P = 1650 W ; U = 230 V ; 50 Hz (D après sujet de BEP Secteur 1 Groupement académique Sud-Est Session 2003) 8 ) Compléter la chaîne énergétique d'une centrale thermique au charbon. Charbon Chaudière Alternateur Réseau L énergie 4

5 En une année cette centrale a consommé 0, t de charbon et produit 2, kwh d'électricité. Quel est le rendement énergétique de cette centrale? ( 1 tonne de charbon = 2, J). 9 ) Les organisateurs de la course utilisent un groupe électrogène pour alimenter un ordinateur et une imprimante. Les éléments à prendre en compte pour la chaine énergétique sont : le réservoir, le moteur thermique et l'alternateur qui composent le groupe électrogène, puis l'ordinateur et l'imprimante. Compléter le schéma et la chaine énergétique avec les mots suivants : Chaleur - Travail mécanique Travail électrique - Moteur thermique Alternateur Attention : Des mots peuvent être répétés plusieurs fois. Le symbole énergétique représente un convertisseur d'énergie. dans la chaine Essence du réservoir Ordinateur Energie chimique Travail électrique Imprimante Energie thermique Milieu ambiant L énergie 5