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Capteur solaire et ballon d'eau
Bonjour !
Je suis en train de réviser la physique pour le bac (transfert d'énergie), j'ai fait cet exercice et Je n'arrive pas à répondre à la dernière question de la partie A. Est-ce quelqu'un pourrait m'aider s'il vous plaît.
Merci d'avance.
Une maison de campagne est dotée d'un capteur solaire thermique pour chauffer l'eau. L'eau chaude est à une temperature Tc = 55°C et l'eau froide est prise à Tf = 15°C. La consommation d'eau chaude est estimée par jour à V=300L.
Données : ceau= 4180 J.kg-1.°C-1
PARTIE A.
1. Déterminer l'énergie nécessaire par jour pour élever la température de l'eau.
Enécessaire = µeau*ceau*ΔT = 13.933 KWh
(J'ai directement converti en KWh)
2. L'énergie solaire qui arrive au capteur n'est pas entièrement transmise à l'eau. Le rendement est de η=40%. Quelle énergie solaire doit recevoir le capteur pour chauffer l'eau.
Esolaire nécessaire = Enécessaire/η = 34.833 kWh
3. L'ensoleillement journalier moyen par unité de surface dépend de la période de l'année :
Δemax = 6 kWh/m² pendant les mois ensoleillés
Δemin = 3 kWh/m² pendant les mois moins ensollés
3.a. Quelle est la surface du capteur nécessaire pendant les mois ensoleillés ?
S = Esolaire nécessaire/Δemax = 5.6 m²
3.b. La capteur a une dimension de 8 m². Avec une telle installation quelle est la température de l'eau obtenu pendant les mois ensoleillés ?
Esolaire= 6*8 = 48kWh = 1.728*10^8 J
D'après la formule utilisé à la question 1 :
Tc = Tf + Enécessaire/(µeau*V*ceau) = 153°C
Ce résultat est impossible, donc je ne sais pas.
Bonjour,
1 : 13,933 kWh (avec un k minuscule pour kilo-)
2 : 34,833 kWh
3a : je trouve plutôt 5,8 m2
3b : as-tu tenu compte du rendement de 40 % ?
Merci de m'avoir répondu.
1) Comme j'écrivais vite j'ai mis une majuscule au K sans faire exprès, je m'en excuse^^
Je sais que ça change tout parce que K => Kelvin !
3)a) J'ai gardé la valeur exacte mais en prenant 34,833 kWh je trouve 5,8m².
3)b) Ma faute est donc là ! Je n'ai pas tenu compte du rendement.
Esolaire= 6*8 = 48kWh = 1.728*10^8 J
Enécessaire = Esolaire*η = 7,12*10^7
D'après la formule utilisé à la question 1 :
Tc = Tf + Enécessaire/(µeau*V*ceau) 
72°C ?
Ce n'est pas un peu trop élévé, parce que la température limite est de 80°C !
bonjour,
aux arrondis près, je suis d'accord avec toi. (Je trouve 5,8 m²)
pour la dernière question, n'as tu pas oublié le rendement?
6×8=48 kWh ×40%= 19,2 kWh = 19200 Wh = 69120000 J
T=69120000/(300×4180)=55°
Finale =15+55=70°
Sauf erreur...
3b : 6 
8 = 48 kWh
48 kWh = 1,728.108 J
Énergie transmise à l'eau : 1,728.108 0,40 = 6,912.107 J
Cette énergie peut élever la température de 300 litres (300 kg) d'eau de :
6,912.107 / (300 4 180) 55,12 °C
La température initiale étant 15 °C, la température finale sera donc d'environ 70 °C
Pour la question 3.a, j'ai dû écrire vite sur ma feuille et confondre le 6 avec le 8 parce que j'ai refait les calculs avec la valeur exacte et les valeurs approchées et je trouve environ 5,8m².
Et Oui j'ai oublié le rendement !
Merci de m'avoir aidé sur cet exercice.
j'ai rarement mis aussi longtemps à rédiger une réponse.
30' pour quelques lignes...
Désolé d'être arrivé après la bataille... 
Et j'aimerais bien savoir d'où vient ton 7,12.107 (dont on peut supposer que ce sont des joules... n'oublie surtout pas les unités !) Aurais-tu fait une espèce d'arrondi ? ?
Fais attention, tes raisonnements sont corrects, mais tu veux peut-être aller trop vite. Ou alors tu as du mal à relire ta propre écriture...
@Coll : J'ai fait un arrondi bizarre dans la précipitation.
J'essaierais et je dois faire attention la prochaine fois.
Merci pour votre aide ^^
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