Le défi énergétique ;  bac L - ES 


Donner un avantage et un inconvénient des lampes fluocompactes.
Avantage : économie d'énergie.
Pour une même quantité de lumière exprimée en lumen, une ampoule fluocompacte consomme 4 fois moins d'énergie qu'une ampoule à filament .
Inconvénient : leur coût élevé ( il peut être compensé par une durée de vie bien plus longue que celle des ampoules à filament,
pour des allumages peu fréquents ).
Retard à l'allumage, de quelques secondes à 2 minutes.
Quelle est la consommation d'énergie  d'une ampoule à filament de puissance 60 W fonctionnant pendant 10 heures ?
(2200 Wh ; 2200 kJ ; 2200 W ; 2200 J).
Energie ( Wh) =puissance (W) fois durée ( heure) = 60*10 = 600 Wh.
ou bien
Energie ( J) =puissance (W) fois durée ( seconde) = 60*10*3600 ~2,2 106 J = 2,2 103 kJ.

Piles jetables ou accumulateurs électrochimiques.
Les accumulateurs peuvent se recharger de 400 à 1000 fois.
Un journalite écrit : " pour fournir 1 kW d'énergie sur 10 ans ...."
Le terme énergie n'est pas approprié. Expliquer et donner le terme correct.
Une énergie s'exprime en joule ou en kilowattheure ( kWh) ; une puissance s'exprime en watt ou en kilowatt.
" pour fournir 1 kWh d'énergie sur 10 ans ...." ou " pour fournir une puissance de 1 kW sur 10 ans ...."

Compléter la chaîne énergétique d'un accumulateur électrochimique.

 Quel est le pourcentage d'énergie renouvelable dans  la production brute d'électricité ?
Nucléaire : 75,3 % ; thermique classique : 11,0 % ; hydraulique : 11,9 % ; éolienne : 1,7 % ; photovoltaïque : 0,1 %.
L'hydraulique, l'éolien et le photovoltaïque font partie des énergies renouvelables.
Elles représentent  11,9 +1,7 +0,1 =13,7 % de la production brute totale.




Réacteur nucléaire.
Quel type de réaction nucléaire est utilisée dans la centrale de Fessenheim ?
Ce type de réacteur met à profit la fission de l'uranium 235 pour produire de l'électricité.

Un des principaux défis européens est la mise en service du réacteur ITER. Pourquoi utilise-t-on le terme de défi ?
Deux questions sont posées :
La fusion nucléaire ( les étoiles tirent leur énergie des réaction de fusion nucléaire ) contrôlée peut elle produire plus d'énergie qu'elle n'en consomme ? D'où la construction d'un réacteur expérimental ITER.
Si la réponse est positive, quels problèmes technologiques devra-t-on résoudre pour passer d'un petit réacteur expérimental  au stade industriel ?
Quelle(s) est (sont) la (les) proposition(s) correspondant à une réaction de fission ?
23592U +10n --->9438Sr +14054Xe +210n. Vrai.
11H +21H ---> 32He. Faux.
32He +32He --->42He +211H.  Faux.
23592U +10n --->8535Br +14857La +310n. Vrai.

On s’intéresse à la capacité de production de la centrale nucléaire « nouvelle génération » EPR. A partir du document, on peut déduire que la centrale nucléaire « nouvelle génération » EPR serait capable de fournir :
- une énergie électrique de 1650 MW. Faux ( une énergie s'exprime en J ou en Wh)
- une puissance électrique de 1650 MW. Vrai.
- une énergie électrique de 1300 MW.
Faux ( une énergie s'exprime en J ou en Wh)
- une puissance électrique de 1300 MW. Faux ( il s'agit de la puiisance des réacteurs plus anciens ).

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On s’intéresse aux capacités de production des centrales et des réacteurs nucléaires.

- la capacité de production d’un réacteur de Fessenheim est de 900 MW et, en 2011, plus de la moitié des réacteurs nucléaires français dépassait une capacité de production de 900 MW. Faux.
24 réacteurs sur 58 ont une puissance supérieure à 900 MW.
- la capacité de production d’un réacteur de Fessenheim est de 1300 MW et, en 2011, plus de la moitié des réacteurs nucléaires français dépassait une capacité de production de 900 MW. Faux.
- la capacité de production d’un réacteur de Fessenheim est de 900 MW et, en 2011, plus de la moitié des réacteurs nucléaires français ne dépassait pas une capacité de production de 900 MW. Vrai.

34 réacteurs sur 58 ont une puissance égale à 900 MW.
- la capacité de production d’un réacteur de Fessenheim est de 1300 MW et, en 2011, plus de la moitié des réacteurs nucléaires français ne dépassait pas une capacité de production de 900 MW. Faux.

Pour assurer l’approvisionnement énergétique en toute sécurité, d’autres options peuvent être aussi choisies, notamment augmenter la part des énergies renouvelables.
Donner 2 exemples d’énergies renouvelables en justifiant le terme « renouvelable ».

Une énergie renouvelable n'entame pas les réserves énergétiques terrestres. Le solaire, l'hydraulique, l'éolien, la biomasse, la géothermie sont des énergies renouvelables.

Le trotoir électrique devant le métro Wilson.
En marchant sur des dalles, les piétons peuvent produire de l'électricité. En marchant, chaque piéton, à cause de son poids et de son mouvement produit une énergie qu'on peut récupérer.
Sous la dalle, dans une boîte en métal, un ressort " enregistre" les oscillations verticales ( 5 mm ) et un alternateur, semblable à une dynamo de vélo, transforme cette énergie. Elle est ensuite stockée dans une minibatterie qui alimente un réverbère équipé de leds, économes en énergie. D'après http://www.ladepeche.fr , avril 2011.
La phrase " Même si la marche produit peu d'énergie récupérable, de l'ordre de 5 watts" est-elle scientifiquement correcte ?
Cette phrase est scientifiquement incorrecte : ue énergie s'exprime en J ou en Wh ; une puissance s'exprime en watt.
La conversion d'énergie au niveau de l'alternateur correspond à :
- d'énergie électrique en énergie chimique. Faux.
- d'énergie mécanique en énergie électrique. Vrai.
- d'énergie chimique en énergie électrique. Faux.
- d'énergie électrique en énergie rayonnante. Faux.
L'énergie est stockée dans la mini-batterie sous forme :
- d'énergie mécanique. Faux.
- d'énergie chimique. Vrai.
- d'énergie électrique. Faux.
- d'énergie rayonnante. Faux.
La conversion d'énergie au niveau du réverbère correspond à une conversion :
- d'énergie rayonnante en énergie électrique. Faux.
- d'énergie chimique en énergie électrique. Faux.
- d'énergie mécanique en énergie électrique. Faux.
- d'énergie électrique en énergie rayonnante. Vrai.
L'énergie, au niveau du réverbère, est dégradée sous forme :
- d'énergie mécanique. Faux.
- d'énergie thermique. Vrai.
- d'énergie électrique. Faux.
- d'énergie rayonnante. Faux.
Depuis juin 2010, les lampes à incandescence de 60 W sont retirées du marché. 
Citer deux arguments scientifiques, pour expliquer cette interdiction.
Ce type de lampe consomme environ 4 fois plus d'énergie que les lampes  fluocompactes pour une même quantité de lumière exprimée en lumen.
Ajoutons à cela une durée de vie assez courte, de l'ordre de 1000 heures.
Quelle est l'énergie consommée par une lampe à incandescence de 60 W en une journée ?
Energie ( Wh) = puissance (W) *durée (heure) = 60*24 = 1440 Wh ~1,4 kWh.



 



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