Corrigés_activités_exercices_du_livre

Corrigé Exploitation Activité 1 page 152
1 Doc. 1 (Exploiter des documents et/ou des illustrations expérimentales pour mettre en évidence différentes formes
d’
énergie). Pour une voiture qui roule la nuit en hiver, les formes d’
énergie utilisées sont les suivantes : énergie
mécanique pour le déplacement, énergie thermique pour chauffer l’
habitacle et énergie lumineuse pour éclairer la route.
2 Doc. 2 (Connaître et utiliser la relation liant puissance et énergie). On utilise la formule liant énergie et puissance
E = P x t pour calculer t : t = E/P . Application numérique : t = 4,5/0,36583 = 12,3 h = 12h 18mn 3s.
3 Doc. 3 et 4 (Connaître et utiliser la relation liant puissance et énergie). L’
énergie consommée par le TGV est
E = P x t = 8 800 x (1+40/60) = 14 667 kWh ; (durée convertie en heure : 1h + 40 min = 1h+ 40 x 1h/60 = 1 h+ 40/60h)
on estime l’
énergie consommée par un Indien à 0,5 tep soit 0,5 x 11 620 = 5 810 kWh. Un trajet en TGV correspond donc
à la consommation de 2,5 indiens pendant une année.
4 Doc. 5 (Rechercher et exploiter des informations sur des appareils de la vie courante et sur des installations industrielles
pour porter un regard critique sur leur consommation énergétique et pour appréhender des ordres de grandeur de
puissance). Le calcul est le même pour les deux machines : E = conso x 5 x 4 x 52 ; donc
pour la machine de catégorie A : E = 0,18 x 5 x 4 x 52 = 187,2 kWh ;
et pour la machine de catégorie C : E = 0, 27 x 5 x 4 x 52 = 280,8 kWh.
5 En conclusion (Saisir des informations et restituer des connaissances). Les différentes unités d’
énergie sont : le joule ; le
kilowatts-heures et la tonne équivalent pétrole et les relations de conversion qui les lient :
1 kWh = 3600 x 103 J (car 1Ws = 1J) et 1 TEP = 11 620 kWh. La puissance s’
exprime en watts (W).
Corrigé Exploitation Activité 2 page 154
1 Doc. 1 (Distinguer des ressources d’
énergie renouvelables et non renouvelables). Les énergies non renouvelables
représentent 87 % de l’
énergie consommée dans le monde.
2 Doc. 2 à 4 (Associer des durées caractéristiques à différentes ressources énergétiques). Les énergies fossiles et fissiles
sont dites non renouvelables car nous les consommons beaucoup plus vite que la nature ne les crée.
3 Doc. 2 et 3 (Identifier des problématiques d’
utilisation de ces ressources). Les énergies fissiles génèrent des déchets
nucléaires. La combustion effectuée pour utiliser les énergies fossiles libère du CO2.
4 Doc. 5 (Distinguer des ressources d’
énergie renouvelables et non renouvelables). La biomasse est générée en quelques
années contrairement au pétrole, gaz et charbon, créés en plusieurs milliers d’
années. Elle représente 70 % des énergies
renouvelables dans le monde.
5 Doc. 6 à 8 (Identifier des problématiques d’
utilisation de ressources). Les ressources énergétiques solaires et éoliennes
ne sont pas disponibles partout et à tout moment, elles dépendent des conditions géographiques et climatologiques du lieu.
6 En conclusion (Savoir rédiger une synthèse). Voir le tableau proposé dans le bilan page 160 du manuel.
Corrigé Exploitation Activité 3 page 156
A
1 Doc. 1, 3 et 4 (Utiliser la représentation symbolique zX pour distinguer des isotopes –À partir d’
exemples donnés
d’
équations de réactions nucléaires, distinguer fission et fusion). On projetteun neutron sur un gros noyau instable.
Celui-ci éclate en plusieurs noyaux plus petits et en neutrons. Cette réaction appelée fission génère de l’
é
nergiethermique.
La réaction est dite en chaîne si les nouveaux neutrons produits entrent à leur tour dans la réaction avec des noyaux
instables et ainsi de suite. Si cette réaction n’
est pas maîtrisée, elle peut s’
emballer et générer de plus en plus d’
é
nergie au
risque de ne plus être maîtrisée.
2 Doc. 1 et 2 (Exploiter les informations d’
un document pour comparer : les énergies mises en jeu dans des réactions
nucléaires et dans des réactions chimiques). Les énergies mises en jeu dans des réactions nucléaires sont bien
supérieures à celles présentes dans les réactions chimiques. On remarque aussi qu’
il faut une quantité d’
uranium beaucoup
moins grande que de matières fossiles pour produire la même énergie.
3 Doc. 3 et 5 (Interpréter l’
équation d’
une réaction nucléaire en utilisant la notation symbolique du noyau
2
3
4
1
2
3
4
1
La première réaction s’
écrit : 1 H + 1 H = 2 He + 0 n et la suivante : 1 H + 2 He = 2 He + 1 p
A
zX
4 Doc. 1, 2 et 7 (À partir d’
exemples donnés d’
équations de réactions nucléaires, distinguer fission et fusion). La réaction
de fission donne des produits de réaction radioactifs. La fusion produit moins de déchets. La réaction de fission utilise du
minerai d’
uranium dont les ressources s’
épuisent. Les ressources en combustibles de la fusion sont quasi-inépuisables.
5 En conclusion (Savoir communiquer en rédigeant une synthèse). La réaction nucléaire pour l’
instant maîtrisée et
utilisée pour produire de l’
énergie est la réaction de fission. La réaction nucléaire qui fait l’
objet de recherche et de mise
au point afin d’
en récupérer l’
énergie est la réaction de fusion nucléaire.
Corrigés des exercices 4,5 page 163 (exercices 1,2,3 corrigés à la fin du livre)
4 Prendre le train pour éclairer sa maison ………. Saisir des informations et raisonner.
Réponses attendues :
1. Si l’
on effectue 7 000 km en voiture, on consommera : E = 7 000 x 38 x 0,012 = 3 192 kWh.
Si l’
on choisit d’
utiliser les trains de banlieue, on consommera alors : E = 7 000 x 12 x 0,012 = 1 008 kWh.
On économise donc 3 192 –1 008 = 2 184 kWh.
2. Grâce à cette économie ; on peut éclairer un peu plus de deux foyers français pendant toute une année.
5 Diverses réactions nucléaires ………. Mobiliser ses connaissances et argumenter.
Réponses attendues :
1. Le nombre 235 représente le nombre de nucléons (l’
ensemble des protons et des neutrons) présents dans le noyau.
Le nombre 92 est le nombre de protons parmi ces nucléons (on a donc 235 –92 = 143 neutrons dans le noyau).
2. Dans la première réaction, on obtient des noyaux plus petits que le noyau de départ, on a donc affaire à une réaction
de fission nucléaire. Dans la seconde, on a la situation inverse, donc il s’
agit d’
une fusion nucléaire. À l’
heure actuelle,
c’
est la fission nucléaire qui est maîtrisée.
3. L’
avantage majeur d’
Iter réside dans le fait que le combustible (deutérium et tritium) est une ressource inépuisable et
la réaction ne génère pas de déchets radioactifs. En revanche, la fabrication d’
une enceinte capable de contenir le plasma
formé par le deutérium et le tritium portés à très haute température n’
est pas maîtrisée.