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Niveau première
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Devoir 2 du cned exo 2

Posté par
oneace
04-04-14 à 17:22

Bonjours a tous !

J'ai beaucoup de mal je n'est pas fait de physiques depuis le collége sa remonte a 5 an . J'ai du retard dans l'envoi du devoir et si je le rend pas très vite je vais avoir 0 .
Donner moi des réponse clair et précise .
Merci beaucoup beaucoup d'avance .


Exercice 2 ( 8,5 points )
Un chauffe-eau éléctrique contient 200L d'eau . Il fonctionne sous une tension nominale de 230 V . La température de l'eau arrivant dans le chauffe-eau est de 15°C; On veut obtenir une température finale de 80°C en 6 heures de fonctionnement .

1) Calculer en joules la quantité d'énergie Q nécessaire pour chauffer le volume d'eau à la température voulue ?

2) Donner l'expression de Q en Kilowatt-heurs. (1 Wh=3600J )

3) Quelle est la puissance P nécessaire ?

4) Ce chauffe -eau est équipé d'une résistance R? Quelle est la valeur de cette résistance ?

5) Calculer le coût de cette production d'eau chaude en un an , sachant que ce chauffe-eau fonctionne toutes les nuit pendant 6 heures . (1 kWh=0,0930e en heures creuses)

6) On conseille une température finale plus faible pour des raison de sécurité et d'éconnomie . Si la température finale est de 65°C quelle économie réalise-t-on sur une année ( le chauffe-eau fonctionne toujours en heures creuse )

Donnée : Ceau = 4 180 J/Kg°C

Posté par
magisterien
re : Devoir 2 du cned exo 2 04-04-14 à 19:51



1) La capacité thermique massique de l'eau C est donnée. V = 200L, soit 200 kg d'eau. (en prenant la densité de l'eau égale à 1kg/L).

La variation de temperature souhaiter est T = 80-15 = 65 °C.

Donc Q = C T * * V = 5.434 * 10^7 J

2) 1 Wh=3.600 10^3 J donc 1 kWh = 3.600 10^6 J
Donc Q(kWh) = Q(J)/3.600 10^6 J = 1.509 *10^1 kWh


3) L'énergie précédente est à fournir pendant un temps de fonctionnement de 6 heures. Donc la puissance, qui est le rapport entre l'énergie et le temps, vaut
P = Q/temps de fonctionnement = 1.509 *10^1/6 = 2.515 kW.

4) En supposant un rendement thermo-électrique de 100%, la puissance nécessaire est égale à la puissance électrique du chauffe-eau.
En assimilant le chauffe-eau a un résistance ohmique R, la puissance dissipée par effet Joule par le chauffe-eau vaut P = U*I = U^2/R  car U = R*I et U est la tension nominale, U  = 230 V.
R vaut donc environ 21 ohms.

5) 365 nuits dans 1 an. 1 kWh=0,0930 euros. On a vu que l'énergie consommée en 6 heures est donné à la question 2).
Donc le prix en euros pour une nuit est de Q(kWh)*0,0930 pendant les heures creuses. Pour 1 an, le prix est 365*Q(kWh)*0,0930 soit environ 512.23 euros.

6) si la température finale est de 65 degrees, alors tu refais le calcul de la question 1, et en prenant la différence
tu trouves que Q(80C) - Q(65C) = 1.254 10^7 J soit environ 3.48 kWh, soit une économie de 3.48*365*0.0930 d'environ 118 euros par an.


Sauf erreurs

Posté par
oneace
re : Devoir 2 du cned exo 2 04-04-14 à 23:36

Wahou c'est super merci
J'ai pas tout compris mais bon je vous fait confiance je vais faire avec et on verras bien ce qu'il en est .
En tout cas encore merci bien c'est super



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