Le chauffage dans l habitat

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Solange Pelletier
il y a 6 ans
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Thème 1 : Conor dans l haba X4 correcon Le chauage dans l haba DOC1 : nerge e pussance élecrques DOC2 : La lo d ohm La enson aux bornes d un conduceur ohmque es proporonnelle à l nensé du couran le

à une élévaon de empéraure DOC4 : Quelques données 1 Wh 600 J On rappelle que 1 ml a une masse de 1 g Capacé hermques massques : au : C 4,2 kj.kg -1. C -1 4,2 J.g -1. C -1 Glace : C 2,1 kj.kg -1. C -1 2,1 J.

1 Thème 1 : Conor dans l haba X4 correcon Le chauage dans l haba DOC1 : nerge e pussance élecrques DOC2 : La lo d ohm La enson aux bornes d un conduceur ohmque es proporonnelle à l nensé du couran le raversan selon la relaon: R I R es la réssance du conduceur ohmque en ohms (Ω) DOC : nerge ransérée par chauage Lors d un chauage, l énerge hermque apporée à un corps pur moléculare peu : (1) condure à une élévaon de empéraure DOC4 : Quelques données 1 Wh 600 J On rappelle que 1 ml a une masse de 1 g Capacé hermques massques : au : C 4,2 kj.kg -1. C -1 4,2 J.g -1. C -1 Glace : C 2,1 kj.kg -1. C -1 2,1 J.g -1. C -1 Chaleur laene de changemens d éas L uson 0 J.g -1 L ébullon 2,.10 J.g -1 La quané Q de chaleur ransérée (en J), lorsque la empéraure d un solde ou lqude vare d une valeur nale θ à une valeur θ, es donnée par la relaon : Q m ( θ θ ) m : masse en kg (ou en g) C : capacé hermque massque en J.kg -1. C -1 (ou en J.g -1. C -1 ) θ : empéraure en C (2) provoquer un changemen d éa au cours duquel la empéraure rese consane La quané Q de chaleur ransérée (en J) lors d un changemen d éa physque d un corps pur es proporonnelle à la masse du corps : Q m L m : masse en kg (ou en g) L : chaleur laene (ou enhalpe) massque du changemen d éa en J.kg -1 (ou en J.g -1 )

2 X1 ne caeère élecrque chaue 0, L d'eau en 4 mnues e compore sur sa che sgnaléque les ndcaons suvanes: 20 V ; 750 W. 1) Calculer l'nensé I du couran qu almene la caeère en onconnemen. I I , A 2) Calculer l'énerge consommée par la caeère. ( 4 ) Wh X J M e Mme Dupon paren en vacances pendan 8 jours. our réalser des économes, Mme Dupon souhae éendre son élecrque. Son époux préère le lasser branché, préexan que l énerge nécessare pour manenr l eau à bonne empéraure sera équvalene à l énerge nécessare, au reour, pour remere en roue le. ussance du 2200 W 1) Le branché sans êre ulsé consomme 1,52 kw.h par 24 heures. - Calculer l énerge consommée par ce apparel pendan 8 jours. Le consomme 1,52 kw.h en une journée donc en 8 jours : 1, ,16 kw.h 12,2 kw.h 2) S Mme dupon éen le, alors 6 heures e 0 mnues de chauage seron nécessares pour amener l eau à la empéraure d ulsaon. - Calculer dans ce cas l énerge, nécessare pour remere l apparel en servce , W.h 14, kw.h ) Qu de M ou Mme Dupon a rason? Juser la réponse M Dupon a rason X Le la cru prs à la empéraure de 4 C do êre poré à la empéraure de 90 C pour êre paseursé. - Calculer l énerge qu l au ourn pour paseurser le la de masse 1,0 kg Capacé hermque massque du la C,8 kj.kg -1. C -1 Q m ( θ θ ) 1,0,8 (90 4) 7 kj X4 endan 6,0 heures de onconnemen, un élecrque perme d élever de 50 C la empéraure de 150 lres 1) Calculer l énerge nécessare pour élever de 50 C, la empéraure des 150 L La masse de 150 L es de 150 kg Q m ( θ θ ) 150 4, kj 2) A cause d un déau d solaon, le rendemen du es de 90 % ; - Calculer l énerge élecrque reçue par le Q 0,9 Q 0, , kj Le chaue eau reço une énerge de 5000 kj mas ulse réellemen que 1500 kj au chauage de l eau ) Calculer la pussance élecrque du Aure méhode : kj 9722 W.h W W

3 4) Calculer le prx de ce chauage sachan que le prx du kwh es d envron 0,11 euro nerge consommée : 5000 kj 9,7 kw.h prx 9,7 0, 11 1,1 euros 5) Le chaue eau es almené par une enson de 20 V - Calculer l nensé du couran dans l élémen chauan en onconnemen 1620 I I 7,0 A 20 - Calculer la réssance de l élémen chauan R I R I 20 7 X5 ohms On dspose de la documenaon echnque d une socéé qu dsrbue des chaueeaux élecrques. Vous hésez enre les 2 modèles : le 100 lres, e le 150 lres An de chosr, vous décdez de réalser un blan énergéque Capacé (L) Tenson (V) ussance (W) Durée de chaue à T 50 C h h12 1) Calculer l énerge consommée par les 2 x pour chauer de 20 C à 70 C (dans la che echnque, cee dérence de empéraure es écre 50 C). Chaue-eau de 100 L Q m ( θ θ ) 100 4, kj Chaue-eau de 150 L Q m ( θ θ ) 150 4, kj 2) Calculer l énerge nécessare pour chauer la oalé de l eau de chaque Chaue-eau de 100 L 1200 ( ) J kj Chaue-eau de 150 L 1800 ( ) J 696 kj ) Calculer le rendemen de chaque Chaue-eau de 100 L Q rend 0,917 91,7 % Chaue-eau de 150 L Q 1500 rend 0,95 9,5 % 696 4) Quel do-on chosr? Le de 150 L a un melleur rendemen X6 our chauer une chambre de volume 40 m, on ulse un radaeur élecrque. La pèce es à 14 C e on veu obenr une empéraure de 19 C. 1) Sachan qu un lre d ar a une masse de 0,001 kg, calculer la masse d ar conenu dans la chambre. On rappelle : 1 m L. La chambre conen 40 m d ar so un volume de L d ar Masse de l ar : m ar , kg 2) Quelle énerge hermque do-on ournr pour amener la empéraure de la pèce de 14 C à 19 C? Chaleur massque de l ar c 1,0 kj.kg -1. C -1 ) Q m ar 260 kj C ar ( θ θ ) 52 1 (19 14

4 ) Le moyen de chauage ulsé es un radaeur de pussance 1500 W. - Déermner la durée nécessare pour chauer la pèce s mn 5 s X7 ne couche de glace d épasseur 0,2 mm couvre 0,6 m 2 du pare-bre d une voure 1) Calculer la masse de glace Masse volumque de la glace : 0,91 g/cm passeur : e 0,2 mm 0,02 cm Surace : S 0,6 m cm 2 Volume de la glace V e S 0, cm Masse de glace m 0, ,2 g 2) Quelle quané d énerge au-l ournr pour are ondre oue cee glace sachan que la empéraure de l ar es de 0 C La chaleur de uson de la glace es de 0 J.g -1 Il au donc 0 J pour are ondre 1 g de glace à 0 C. our are ondre 109,2 g de glace, l au une énerge de : 0 109, J ) Calculer la pussance élecrque que do ournr une réssance chauane pour obenr un dégvrage en 2,5 mn W 2,5 60 X8 On dspose d une plaque élecrque de pussance 2 kw. 1) On place un récpen conenan 250 ml à 25 C sur la plaque élecrque - Calculer l énerge qu l au ournr à l eau à 25 C pour la chauer à 100 C 250 ml on une masse de 250 g so 0,25 kg Q m ( θ 78,75 kj θ ) 0,25 4,2 (100 25) - Calculer l énerge qu l au ournr à l eau à 100 C pour la vaporser enèremen (pendan ou le changemen d éa, la empéraure rese à 100 C) La chaleur laene de vaporsaon de l eau es de 2,.10 J.g -1 Il au donc 2,.10 J pour vaporser 1 g our vaporser 250 g l au une énerge : 250 2, J vaporsaon 575 kj - n dédure l énerge que do ournr la plaque élecrque Il au ournr 78,75 kj pour amener l eau de 25 C à 100 C pus 575 kj pour vaporser l eau nerge que do ournr la plaque : 78, ,75 kj - Calculer la durée de chauage. 5 mn 27 s 65, ,87 s 4) La enson délvrée par la baere d une auomoble vau 12 V. - Calculer l nensé du couran I qu parcour la réssance chauane I I A

5 2) On place un récpen conenan 150 g de glace soran du congélaeur, à -17 C sur la plaque élecrque On désre are ondre la glace e chauer l eau obenue jusqu à 10 C - Calculer l énerge qu l au ournr à la glace pour la chauer jusqu à 0 C C glace 2,1 J.g -1. C -1 On veu augmener la empéraure de la glace de 17 C Q m ( θ θ ) 150 2, J - Calculer l énerge qu l au ournr à la glace à 0 C pour la are ondre enèremen (pendan ou le changemen d éa, la empéraure rese à 0 C) La chaleur de uson de la glace es de 0 J.g -1 Il au donc 0 J pour are ondre 1 g de glace à 0 C. our are ondre 150 g de glace, l au une énerge de : J - Calculer l énerge qu l au ournr à l eau à 0 C pour la chauer jusqu à 10 C C eau 4,2 J.g -1. C -1 On veu augmener la empéraure de l eau de 10 C Q m ( θ θ ) 150 4, J - n dédure l énerge que do ournr la plaque élecrque J - Calculer la durée de chauage s

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