Bonjour à tous !
J'ai un petit exercice à faire en enseignement scientifique de physique chimie en terminale .
Voici l'intitulé du problème en image ci joint .
Questions
On s'intéresse à une station de pompage destinée à une population du Sahel malien et dont les besoins en eau s'élèvent à V = 40 m3 par jour pendant le mois de janvier où les précipitations sont faibles. Pour assurer un bon débit de distribution, les 40 m3 d'eau quotidiens doivent être élevés à la hauteur H = 50 m par le moteur d'une pompe qui fonctionne en continu durant les six heures les plus ensoleillées de la journée.
1. Dresser un schéma de la chaine énergétique mise en œuvre dans cette installation.
2. Pour cette installation de pompage solaire, on souhaite utiliser un matériau semi-conducteur dont la
longueur d'onde de coupure est λC = 1110 nm.
a) Calculer en électronvolt (eV) l'énergie radiative transportée par un photon de longueur d'onde
λC = 1110 nm (1nm=10-9 m).
b) Montrer que le choix doit se porter favorablement sur la cellule en silicium polycristallin
3. Calculer l'énergie nécessaire pour élever 40,0 m3 d'eau d'une hauteur de 50 m avec ce type de panneaux.
4. Calculer l'énergie lumineuse à fournir à l'installation pour réaliser cette tâche.
5. Pour le mois de janvier, la puissance surfacique radiative moyenne du soleil est estimée à 850 W.m-2.
Calculer la surface totale des panneaux solaires permettant de satisfaire aux besoins en eau de cette population.
J'ai vraiment besoin d'aide je ne comprend pas vraiment ce que je dois faire si quelqu'un pourrait m'aider je lui en serais reconnaissante ! 😊 merci 😊
Hello
Bonjour ,
Pour la question 1 je ne sais pas comment représenter cela je sais qu'il y'a un système de pompe mais rien d'autre .
Pour la question 2 a j'ai trouvé 1,119 eV
Pour la question 3 je ne comprends pas comment m'y prendre car je ne connais pas E (l'énergie ) et p (c'est la masse volumique en m3 )
Pour la question 2b je ne sais pas vraiment comment m'y prendre car le rendement global est moindre contrairement au autre donc pourquoi choisir une cellule en silicium polycristallin .
Pour le reste je ne comprends pas ...
Hello
Pour la question 1/ la schématisation de la chaine énergétique consiste à identifier:
- les différentes formes d'énergie mises en jeu
- les convertisseur d'énergie faisant passer successivement l'énergie d'une forme à une autre
En respectant la règle: total energie entrante = totale energie sortante, ce qui revient à représenter la "dissipation d'énergie" (ex: frottements, effets, joule, ...)
Pour la question 3/ son objet est justement de calculer l'énergie E à partir du document 2, quant à la masse volumique de l'eau, je t'engage à rechercher sa valeur usuelle (ex: wikipedia) et à la mémoriser, c'est une des bases du système métrique
Bonjour ,
Question 1
J'ai à peu près compris en claire :
Énergie lumineuse (solaire ) —-> cellules photovoltaïques —-> énergie électrique
Il y'a des pertes
Pour la question 3
J'ai trouvé la masse volumique de l'eau ( c'est 997kg/m3 ) du coup je n'ai pas à réaliser de conversion ?
Pour la question 3 j'ai trouvé un résultat qui me paraît peu cohérent : 19541200 J ?
Puis pour la question 2b je ne comprends pas vraiment pourquoi le choix doit se porter favorablement sur la cellule photovoltaïque ?
Et la question 4 et 5 ne ne vois pas comment réaliser le calcul car pour réaliser la cinq il me faut d'abord comprendre la 4 ....
il me semble qu'y est une erreur dans l'énoncé il s'agit de kg /m3 pour p et non m3 comme inscrit sur le document 2
Tu peux considérer la masse volumique de l'eau égale à 1 kg/l (soit 1000 kg/m3)
Pourquoi considères tu que le résultat que tu obtient est incohérent. Il me semble plutôt pas mal
Pour la question 2b, rapproche l'énergie que tu as calculé pour un photon à la longue d'onde de coupure des documents 4 et 5
Tu as calculé l'energie nécessaire pour élever 40 m3 d'eau de 50 m. Le document 5 te donne, le rendement de l'installation pour le type de cellule retenu.
D'accord je comprends mieux !
Juste pour la question 1 ce que j'ai proposé est il juste ?
Puis pour la question 2b je pense avoir compris vu que j'ai trouver que Ephoton est de 1,119 c'est donc proche de 1,12 mais pour départager je dois peut être calculer le rendement.
Ok pour 2b,
Pour 1, il manque la conversion energie électrique -> energie mécanique assurée par la pompe
D'accord ! Mais ,pour la question 4 je ne vois absolument pas comment calculer l'énergie lumineuse je voulais utiliser la formule donné dans le document 2 mais cela reviens à refaire ce que j'ai fais pour la question 3 😬
L'énoncé dit 2 choses, concernant cette question 4/:
1/ "les besoins en eau s'élèvent à V = 40 m3 par jour pendant le mois de janvier"
2/" Pour le mois de janvier, la puissance surfacique radiative moyenne du soleil est estimée à 850 W.m-2"
A toi?
Excuse moi les 2 informations de l'énoncé concernaient la question 5/
Concernant la 4/: tu as calculé l'énergie qui permet au 40 m3 de monter de 50 m. Et tu connais le rendement énergétique total de l'installation, donc ...
Bonjour à vous deux,
@ Kellyn2468 : ça ne te dérange pas de poster le même exercice à plusieurs endroits ?
Ce n'est pas très correct pour ceux qui te consacrent du temps bénévolement, tu en conviendras ...
La définition rendement r t'est donné en document 3 (affligeant d'ailleurs)
19,5 kJ c'est l'énergie UTILE (celle qui sert à monter l'eau)
Donc l'énergie FOURNIE vaut?
Super ! Donc je disais que je ne comprenais pas vraiment cela est pour qu'elle question ?
Donc en appelant l'énergie fournie et
l'énergie utile
nous savons que
On nous donne
Nous avons calculé
Combien vaut ?
Super ! Mais je n'ai pas compris quelque chose pourquoi 19541200 J = 19,5 kJ
Pourtant il me semble qu'il faut multiplier par 10-3 donc cela donne 19541,200 kJ et non 19,5kJ comme vous l'avez dit plus haut .
Tu as raison, à force de paralléliser les sujets, je fatigue et ne prends pas le temps de mémoriser les énoncés
La masse d'eau correspondant à 40 m3, donc 40 000 kg et non pas 40 kg
Eu = 19,5 MJ
Et donc
Ef = 375 MJ
Pas de soucis ! Je comprends totalement .
Par contre je ne comprend absolument pas la question 5 , je comprends la question mais je ne vois absolument pas comment trouver la surface totale des panneaux puis dans les questions précédente on ne me parle a aucun moment de W ...
On lit dans l'énoncé que, pour le mois de janvier:
- le besoin quotidien de la population est de 40 m3
- la puissance surfacique radiative moyenne est de 850 W.m-2
- la pompe fonctionne en continu 6 heures par jour
Tu as calculé que l'énergie radiative nécessaire était, quotidiennement donc, de 375 MJ
Tu vas donc:
- dans un 1er temps calculer l'énergie radiative pour 1 m2 ( = puissance x temps)
- dans un 2nd calculer la surface nécessaire ( = energie nécessaire / energie fournie par 1 m2)
D'accord :
Donc énergie radiative /m2 = 850 (la puissance radiative ) fois 6 fois 60 (=6h) =
306000 W/m2
Des Joules, ce sont des Watts fois des secondes
Donc par jour l'énergie radiative moyenne par mètre carré est
850 x 6 x 60 x 60
Et donc la surface nécessaire est 20,42 J/m2 ?
C'est la première fois que je vois une surface exprimée en J/m2
il s'agit de l'énergie quotidienne reçu par un 1 m2 de panneau photovoltaïque .
Energie nécessaire = 375 MJ
Energie (surfacique) fournie = 18,4 MJ.m-2
"des mega joules divisés par des maga joules par mètre carré" ça donne des ???
Eh ben ... on a encore un peu de boulot ...
Si j'ai 376 euros pour acheter du ciment à 18,5 euros/kg
quand je fais 376 / 18,5 = 20,3
Que represente 20,3 ?
Si j'ai 376 euros pour acheter du ciment à 18,5 euros/kg
quand je fais 376 / 18,5 = 20,3 je compte des kg
Si j'ai 367 MJ énergie à fournir via des panneaux fournissant 18,5 MJ/m2
quand je fais 376/18,5 = 20,3 je compte des ....
Si te me réponds kg je te répondrai que j'aime ton sens de l'humour
Si tu me réponds MJ/m2, je m'arrache les qlq cheveux qui me restent depuis le début de ce sujet
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