Fiche d’exercices
Commence par les Premiers pas si tu as besoin d’être guidé(e), puis avance du ★ vers le ★★★★★. Les exercices marqués Type brevet sont rédigés comme au DNB. Tes réponses sont enregistrées sur cet appareil. Chaque exercice a sa correction détaillée, mais elle reste bloquée 15 minutes après ta première ouverture de cette page : cherche d’abord par toi-même !
Associe chaque situation à une forme d'énergie. Aide : utilise le tableau de la partie 1 du cours.
a) Un vélo qui roule possède de l'énergie ……………
b) Une tablette de chocolat contient de l'énergie ……………
c) Le courant qui alimente une lampe transporte de l'énergie ……………
Un sèche-cheveux est branché sur une prise. Il souffle de l'air chaud. Aide : réservoir → convertisseur → formes d'énergie fournies.
a) Quelle forme d'énergie le sèche-cheveux reçoit-il ?
b) Quelles formes d'énergie fournit-il (pense à l'air qui bouge et à l'air chaud) ?
c) Dessine la chaîne : secteur → (……) → sèche-cheveux → (……) et (……).
Une ampoule reçoit 200 J d'énergie électrique et fournit 50 J d'énergie lumineuse. Aide : Eperdue = Ereçue − Eutile.
a) Quelle est l'énergie utile ?
b) Calcule l'énergie perdue.
c) Sous quelle forme est-elle perdue ?
Sources : pétrole, Soleil, vent, uranium, bois, gaz naturel, chute d'eau, charbon.
a) Classe-les en sources renouvelables et non renouvelables.
b) Lesquelles sont des énergies fossiles ?
c) Donne un inconvénient des énergies fossiles pour l'environnement.
1 kWh = 3 600 000 J.
a) Convertis 2 kWh en joules.
b) Convertis $1{,}8\times10^{7}$ J en kWh.
c) Une batterie de téléphone stocke 15 Wh (wattheures). Sachant que 1 Wh = 3 600 J, calcule son énergie en joules.
Représente la chaîne énergétique de chaque situation en précisant l'énergie utile et l'énergie perdue.
a) Un panneau photovoltaïque alimente un ventilateur (deux convertisseurs).
b) Une voiture thermique roule.
c) Une lampe de poche fonctionne avec une pile.
| Appareil | E reçue | E utile | E perdue |
|---|---|---|---|
| Moteur | 800 J | 600 J | ? |
| Lampe LED | ? | 45 J | 105 J |
| Bouilloire | 1,5 × 10⁵ J | ? | 1,5 × 10⁴ J |
a) Complète le tableau.
b) Pour chaque appareil, précise la forme de l'énergie utile.
c) Quel appareil convertit la plus grande part de l'énergie reçue en énergie utile ?
Données pédagogiques.
L'eau retenue dans un barrage descend dans une conduite forcée, fait tourner une turbine reliée à un alternateur. Pour un volume d'eau donné, l'énergie de position de l'eau vaut 1000 MJ et l'énergie électrique produite 850 MJ.
a) Représente la chaîne énergétique (de l'eau retenue jusqu'au réseau).
b) Calcule l'énergie perdue.
c) Exprime l'énergie électrique produite en kWh (1 MJ = 10⁶ J).
d) Cette source est-elle renouvelable ? Justifie.
Réponds par vrai ou faux et justifie.
a) Un appareil peut fournir plus d'énergie qu'il n'en reçoit.
b) Un radiateur électrique n'a pas de pertes thermiques.
c) Une centrale nucléaire utilise une source renouvelable.
d) Une batterie qui se recharge convertit de l'énergie électrique en énergie chimique.
Données pédagogiques (ordres de grandeur).
Pour éclairer une pièce pendant 1 heure avec la même luminosité : une lampe à incandescence reçoit 216 000 J et une lampe LED 28 800 J. Les deux fournissent environ 7 200 J d'énergie lumineuse utile.
a) Calcule l'énergie perdue par chaque lampe.
b) Calcule, pour chaque lampe, le pourcentage d'énergie utile.
c) Exprime les énergies reçues en kWh.
d) Rédige un conseil argumenté pour un ami qui hésite entre les deux lampes.
Sur un vélo à assistance électrique, la batterie alimente un moteur ; le cycliste pédale aussi. Lors d'une descente, certains modèles rechargent la batterie : le moteur fonctionne alors en générateur.
a) Représente la chaîne énergétique en montée (deux réservoirs : batterie et cycliste).
b) Représente la chaîne énergétique lors de la recharge en descente.
c) Quelle énergie diminue pendant la descente ? Justifie.
d) Pourquoi la batterie ne récupère-t-elle pas toute l'énergie de la descente ?
Une éolienne terrestre de puissance maximale 2 MW (2 000 kW) ne tourne pas toujours à pleine puissance : sur une année, elle produit en moyenne comme si elle fonctionnait à pleine puissance 25 % du temps.
1 an = 8 760 h. Énergie produite (kWh) = puissance (kW) × durée de fonctionnement (h).
Valeur pédagogique : consommation électrique annuelle d'un foyer ≈ 4700 kWh.
Le vent fait tourner les pales ; un multiplicateur augmente la vitesse de rotation ; un alternateur produit l'électricité.
a) Représente la chaîne énergétique de l'éolienne.
b) Calcule la durée équivalente de fonctionnement à pleine puissance sur un an.
c) Calcule l'énergie électrique produite en un an (en kWh).
d) Combien de foyers cette éolienne peut-elle alimenter en moyenne ? Rédige ta réponse.
e) Cite un avantage et une limite de l'énergie éolienne.
Une voiture roule à vitesse constante puis freine jusqu'à l'arrêt. Les disques de frein deviennent brûlants. Une voiture électrique, elle, peut récupérer une partie de l'énergie au freinage.
a) Quelle forme d'énergie la voiture possède-t-elle en roulant ? Que devient-elle lors d'un freinage classique ?
b) Représente la chaîne énergétique du freinage d'une voiture électrique avec récupération.
c) « Au freinage, l'énergie de la voiture disparaît. » Corrige cette phrase.
d) Explique pourquoi la récupération au freinage augmente l'autonomie d'une voiture électrique en ville.