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Niveau première
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Exercice Joules

Posté par
blondiebabs
10-03-15 à 10:34

Bonjour voici mon devoir de 1ère ES, j'espère être au bon endroit dans le forum si non désolé :/  
Le bus de cet exercice est de calculer comment obtenir une énergie E égale à 1,0 MJ (un million de joules) en utilisant différentes sources d'énergie. Cette valeur de un million de joules peut paraître très grande, mais il ne faut pas oublier que le joule est une unité de faible valeur : avec une énergie de un joule, on ne peut (au mieux) soulever une masse de un kilogramme posé sur le sol terrestre que d'une hauteur de 10cm.
1) Un radiateur électrique consomme une puissance électrique P= 1.0kW. On admet que cette puissance électrique consommée est intégralement convertie en puissance thermique fournie au milieu ambiant. Pendant combien de temps doit fonctionner le radiateur pour qu'il fournisse au milieu ambiant une énergie E=1.0 MJ (Sous forme de chaleur)?
2) La fission d'un noyau d'uranium 235, de masse 3,9.10-25 kg, libère une énergie d'environ 200 MeV (le MeV, ou mégaelectronvolt, est une unité d'énergie qui vaut 1,6.10-13 J ). De quelle masse d'uranium 235 faudrait-il disposer pour que les reactions de fission libèrent une énergie E =1,0 MJ (on suppose que tout les noyaux subissent la fission et on assimile la masse des noyaux avec celle des atomes).
3)Sachant que 1tep = 42GJ, de quelle masse de pétrole doit on disposer pour obtenir (par combustion du pétrole) une énergie E= 1,0 MJ
4)Si l'on prend la valeur de 1,0 kW par mètre carré comme valeur de la puissance du rayonnement solaire reçu au niveau du sol, quelle surface de capteurs doit on prévoir pour qu'ils reçoivent l'énergie E= 1,0 MJ en 5minutes
5) Pour augmenter de 1,0°C d'un litre d'eau liquide (donc 1kg), il faut lui fournir une énergie de 4200J. Cette énergie égale à 4200J est restituée par l'eau au milieu ambiant lorsqu'elle se refroidit de 1,0°C . Quelle masse d'eau liquide se refroidissant de 90°C à 20°C pourrait nous fournir une énergie E=1,0MJ
6) Une rivière a un débit de 10,0m3 par seconde (donc 10 tonnes par seconde, soit 1,0.10+4kg par seconde); Une dénivellation provoque la chute d'eau sur une hauteur de dix mètres.
a) Quelle est, en joule, la valeur de l'énergie potentielle perdue par chaque kg d'eau qui tombe d'une hauteur de 10 mètres.
b) Bien entendu l'énergie potentielle n'est pas réellement "perdu" : elle est transformée en énergie cinétique et on suppose qu'une petite turbine, située à la base de la chute d'eau convertit l'énergie cinétique en énergie électrique. Si la totalité de l'énergie potentielle perdue par l'eau se retrouvait sous forme d'énergie électrique, pendant combien de temps devrait fonctionner cette centrale hydroélectrique pour fournir une énergie E= 1.0 MJ

Je suis au cned j'ai fait tout le controle mais je n'arrive pas a cet exercice merci pour l'aide!

Posté par
J-P
re : Exercice Joules 10-03-15 à 11:41

Attention, la plupart de ces problèmes sont élémentaires, tu devrais pouvoir les faire sans aide.

1)
Energie = Puissance * durée
10^6 = 1000 * t
t = 1000 s
-----
2)
200 MeV = 200*1,6.10^-13 J = 320.10^-13 J

Il faut donc 10^6/(320.10^-13) = 3,125.10^16 fissions d'U235 pour produire une énergie de 1 mJ
masse d'U235 nécessaire : m = 3,125.10^16 * 3,9.10^-25 = 1,2.10^-8 kg
-----
3)
42 GJ pour 1 tonne de pétrole
1 GJ pour 1/42 tonne de pétrole
10^9 J pour 1000/42 = 23,8 kg de pétrole
10^6 J pour 23,8.10^-3 kg de pétrole
-----
4)
Energie = Puissance * durée
10^6 = P * (5 * 60)
P = 3333 W

Il faut donc 3333/1000 = 3,33 m² de surface de capteur.
-----
5)

E = C * m * (delta theta)
10^6 = 4200 * m * (90-20)
m = 3,4 kg
-----
6)

a)
delta Epp = mg.(delta h)  
delta Epp = 1 * 10 * 10 = 100 J (en prenant g = 10 N/kg)

b)
Pour le débit de 10 m³/s --> delta Epp = 10^4 * 100 = 10^6 J
--> pour fournir une énergie E= 1.0 MJ, la centrale devrait fonctionner 1 s
-----

Recopier sans comprendre est inutile.

Sauf distraction (aucune réponse vérifiée).

Posté par
blondiebabs
re : Exercice Joules 10-03-15 à 22:33

Merci beaucoup de votre aide, j'ai arrêter mes etudes il y'a quelques années je tente d'avoir mon bac avec le cned c'est pour ça que j'ai enormement de mal surtout avec la physique, encore merci de votre aide



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