Aurélie 10/12/12
 

 

L'énergie : production et consommation : Capes physique chimie 2013.

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La consommation d'énergie mondiale a commencé à croître de façon très importante àpartir de 1910. Par un effet "boule de neige", l'énergie devenue une denrée accesible, facile à transporter (sous forme de pétrole ou de ses dérivés ), a permis le développement industriel et l'accroissement du niveau de vie, qui a leur tour nécessite de plus en plus d'énergie.
Les unités d'énergie.
L'unité d'énergie dans le système international d'unités est le joule.
Donner l'expression du joule en unités de base que sont le mètre,la seconde, le kilogramme.
Energie = force fois déplacement ; force = masse fois accélération ; accélération = longueur / temps2.
Energie = masse fois longueur2 / temps2. ( ML2T-2).
La référence constante au pétrole conduit à utliliser une unité dérivée de l'énergie qui se note tep pour "tonne équivalent pétrole", qui conventionnellement est telle que  : 1 tep = 41,9 GJ.
Une autre unité d'énergie est le kWh.
Calculer la valeur en joule de 1 kWh.
1 kWh = 3600*1000 = 3,6 106 J.

En déduire en kWh la valeur de 1 tep.
1 tep = 41,9 109
3,6 106 =1,16 104 kWh.
Citer une autre unité d'énergie, et préciser le domaine de la physique dans lequel elle est utilisée.
L'électron volt (eV) ou le méga électrron volt ( MeV) est utilisé dans l'infiniment petit de l'atome.

Energie primaire, énergie finale.
L'énergie primaire est l'énergie telle qu'elle se trouve dans la nature. L'énergie finale est l'énergie que nous consommons quotidiennement. Elle peut être sous différentes formes,mais elle est bien souvent sous forme électrique dans nos habitations.
La production d'électricité a lieu dans les centrales qui peuvent être des centrales à charbon ou des centrales nucléaires, mais aussi des centrales hydrauliques ou centrales éoliennes, ou encore photovoltaïques...
On peut lire dans le "dossier sur l'énergie" d'un journal scientifique :
" 1000 kWh représentent 0,087 tep s'ils sont produits par l'hydraulique ; 0,26 tep s'ils sont produits par une centrale nucléaire et 0,86 tep par une centrale géothermique".
Estimer en ordre de grandeur  le rendement des différentes centrales qui permettent de  transformer ces énergies en électricité.
1 tep =
1,16 104 kWh ; 0,087 tep = 0,087*1,16 104 ~1010 kWh.
R endement d'une centrale hydraulique : 1000 / 1010 ~ 1.
Rendement d'une centrale nucléaire : 1000 / (0,26 1,16 104 ) ~0,3.
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Rendement d'une centrale géothermique : 1000 / (0,86 1,16 104 ) ~0,1.

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D'après la British Petroleum Statistical revue of Wordl Energy, la production d'énergie mondiale en 2008 par type d'énergie est :
type d'énergieproduction (tep)
pétrole3930
gaz naturel2770
charbon3320
énergie nucléaire620
hydraulique696
éolien60
solaire photovoltaïque0,68
total11400
On lit souvent dans les journaux que la production d'énergie repose encore en grande partie sur les énergies fossiles.
Justifier ette affirmation d'après le tableau ci-dessus.
Les énergies fossiles sont le pétrole, le gaz et le charbon et représentent :
  3930 +2770 +3320 =10020 tep soit 10020 /11400 ~ 0,88  ( 88 %) de la production d'énergie mondiale.
Qu'appelle-t-on énergies renouvellables ? Quelle est la part, en pourcentage, d'énergies renouvellables dans la production énergétique en 2008 ?
La consommation des énergies renouvellables n'entame par les réserves énergétiques terrestres. Ces énergies ( solaire, éolien,  hydraulique ) se renouvellent sans cesse.




 


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