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THEME 4 : LE DÉFI ÉNERGÉTIQUE
Séance 11 : Le
sf
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me
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é
ne
r
g
i
eet la consommation énergétique (Corrigé)
I- QU’
EST-CE L’
ENERGIE?
1- Classer en deux catégories distinctes les différentes s
our
cesd’
éner
gi
enomméesdansl
et
ext
e.
Renouvelables et non-renouvelables
2- Quel
l
ess
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et
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e? Donner dans chacun des
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3- Quel
l
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eut
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es dans la vie courante ?
El
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et
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él
ect
r
i
que mécanique par ex.)
4- Quel phénomène est toujours présent lors de la conversion d’
éner
gi
e? Proposer un schéma de
conv
er
s
i
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’
éner
gi
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on.
Les per
t
esd’
éner
gi
es;
Schéma de conversion de l’
énergie :
Combustion
mvts pistons
énergie chimique(essence)  Energie thermique  energie mécanique  énergie méca utile
chaleur absorbée
(énergie méca
par le moteur
dissipée par
frottement)
Energie thermique
5- Schématiser les chaînes énergétiques des dispositifs présents sur le bureau.
 Lampe :
Energie électrique

Energie rayonnante
(effet Joule)
(lumière)
Énergie thermique
 Moteur électrique : Energie électrique

(effet Joule)
Énergie thermique
Energie mécanique  énergie méca utile
(energie méca
dissipée par
frottement)
Énergie thermique
 Electrolyseur :
Energie électrique

(effet Joule)
Énergie thermique
 Panneau solaire :
(à cellules photovoltaïques)
Energie rayonnante

Énergie thermique
Energie chimique
(exemple :El
ect
r
ol
ys
edel
’
eau)
2H20  2H2+O2
état
état (énergie chimique
initial
final augmentée)

Energie électrique
 Dynamo de vélo :
Energie mécanique
Energie électrique

(énergie méca
dissipée par
Frottement)
Énergie thermique
II/ LA LAMPE À INCANDESCENCE, UNE ESPÈCE EN VOIE DE DISPARITION !
1- Pr
opos
eruns
chémaéner
gét
i
qued’
unel
ampeài
ncandes
cence.(voir schéma précédent)
2- Une lampe marquée P = 60 W consomme pendant une durée t = 1 heure, E = 60 Wh = 2,16.105 J.
a. Quelles sont les grandeurs et unités physiques citées ?
P= puissance ;W = s
ymbol
edel
’
uni
t
éS.
I.depui
s
s
ance: Watt
E = Energie ;Wh= s
ymbol
edel
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t
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éner
gi
e: Wattheure
J=
‘
’
l
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uni
t
éS.
I.d’
éner
gi
e: Joule
b. Quelle est la relation entre les grandeurs ?
L’
uni
t
éWhs
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el
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el
at
i
onE = Pxt
c. Vér
i
fi
erquel
’
uni
t
éJs
’
i
dent
i
fi
eàW.
s
(rappel : 1h = 3600 s)
60 Wh = 60 W x 3600 s = 216000 Ws = 2,16.105 J.
Soit : 2,16. 105 Ws = 2,16.105 J etdonc J s
’
i
dent
i
fi
eàWs
remarques: Ws= wattseconde et non pas watt par seconde de même pour Wh !)
énergie exprimée souvent en kilowattheure (1 kWh = 1000 Wh)
3a. Calculer la consommation énergétique de cette lampe à incandescence sur une année (365
jours) à raison de 3 heures de fonctionnement par jour.
E = P x t = 60 W x 365 x 3 h = 65700 Wh = 65,7 kWh
b. Pr
opos
erunear
gument
at
i
onpouroucont
r
edel
’
abandondesl
ampes à incandescence.
Pour l’
abandon : Pour un même éclairement, les lampes économiques consomment moins
d’
énergie et ont une durée de vie plus longue que les lampes à incandescence
Contre l’
abandon : La lampe à incandescence est moins chère à l’
achat
L’
argument pour l’
abandon peut l’
emporter si l’
on compare les prix des deux types de
lampes à durées de vies égales (voir tableau comparatif) : Pour 5000 h une lampe
classique revient à 5 euros contre 12 euros pour une lampe économique dans le pire
des cas et 6 euros dans le meilleur des cas (12 euros pour 10000 h soit 6 euros pour
5000 h). Encore faut-il que la durée de vie réelle soit proche de la durée maximale …
Documents :
Un site sur les lampes : http://www.arehn.asso.fr/dossiers/ampoules/ampoules.html