Énergie, puissance et conversion

Thèmes abordés

puissance, conversion, unité de mesure, kWh kiloWattheure, puissance d'une lampe, micro-ondes

Résumé du document

Dans ce document, vous trouverez la correction de trois exercices de physique portant sur l'énergie et la puissance. Il s'agira, entre autres, de convertir les énergies, de calculer la consommation d'énergie, etc.

Extraits

[...] On sait que 1 MJ = 1000 kj. Donc la référence en kj est de: 41,868 MJ x 1000 kj/MJ = kj On divise les 56 kj par cette référence: 56 kj / kj = 0,000000137 tep Arrondi à 5 chiffres après la virgule donne: 0,00000014 tep 56kj en kWh La méthode utilise l'équivalence 1 kWh = 1000 x 3,6 kj On divise donc les 56 kj par cette valeur pour obtenir le résultat en kWh 56 kj / (1000 x 3,6 kj/kWh) = 0,01555555 kWh Arrondi à 4 chiffres après la virgule donne: 0,0156 kWh 0.3215 tep en J et MJ 0.3215 tep en MJ On utilise directement l'équivalence 1 tep = 41,868 MJ On multiplie le nombre de tep par cette valeur de référence 0.3215 tep x 41,868 MJ/tep = 13,460 MJ 0.3215 tep en J Pour obtenir les il faut passer par les MJ en utilisant 1 MJ = 1000 kj = 1000 x 1000 J Donc: 0.3215 tep x 41,868 MJ/tep = 13,460 MJ 13,460 MJ x 1000 kj/MJ x 1000 J/kj = J 0,5kWh en J Même méthode qu'au point en utilisant l'équivalence 1 kWh = 1000 x 3,6 kj On multiplie par cette valeur pour obtenir directement le résultat en J 0,5 kWh x 1000 x 3,6 kj/kWh x 1000 J/kj = « Laquelle de ces énergies est la plus grande » 765 kWh Pour comparer avec les autres unités, il faut exprimer cette énergie en une unité commune On utilise l'équivalence: 1 kWh = 1000 x 3,6 kJ Donc 765 kWh = 765 x 1000 x 3,6 kJ = kJ 3,0 tep L'équivalence avec le kJ est : 1 tep = kJ Donc 3,0 tep = 3,0 x kJ = kJ J Pour comparer avec les kJ, on utilise : 1 kJ = 1000 J Donc J = kJ Pour comparer ces valeurs, il faut les exprimer dans la même unité, ici le kJ. [...]

[...] On obtient : 765 kWh = kJ 3,0 tep = kJ J = kJ L'énergie la plus grande est donc 3,0 tep avec kJ. La méthode consiste à tout exprimer dans la même unité (ici le kJ) en utilisant les équivalences entre unités, puis comparer les valeurs obtenues. EXERCICE 2 : Énergie consommée par une lampe 50W pendant 2h en kWh et J Puissance de la lampe: 50 W = 0,05 kW Durée: 2h Pour le kWh: Energie = Puissance x Temps Energie = 0,05 kW x 2h = 0,1 kWh Pour les Joules: 1 kWh = J Donc 0,1 kWh x J/kWh = J Réponse: L'énergie consommée par la lampe de 50W pendant 2h est de 0,1 kWh et J. [...]

[...] Puissance d'un micro-onde ayant consommé 240kJ en 5min Energie consommée: 240 kJ Durée: 5 min = 0,083333 h Formule: Puissance = Energie / Temps Puissance = 240 kJ / 0,083333 h = W = 2,88 kW Réponse: La puissance du micro-onde ayant consommé 240 kJ en 5 minutes est de 2,88 kW. Énergie annuelle d'un parc éolien de 10MW fonctionnant 12h/jour toute l'année: Méthode: Puissance du parc éolien: 10 MW = kW Il fonctionne 12h par jour Il y a 365 jours par an Pour calculer l'énergie on utilise la formule: Energie = Puissance x Temps de fonctionnement Le temps de fonctionnement par an est de: 12h x 365 jours = h L'énergie produite est donc: Energie = Puissance x Temps = kW x h = kWh Réponse: L'énergie annuelle produite par le parc éolien de 10 MW fonctionnant 12h par jour est d'environ kWh. [...]

[...] Les méthodes sont identiques et consistent à utiliser les bonnes formules en rapportant aux unités appropriées. EXERCICE 3 : « Voilà la facture d'électricité d'un foyer Consommation du 22/06/2020 au 21/08/2020 Relevé début = 1161 clients Relevé fin = 1479 clients Conso kWh = 318 Cycliste : 0,1 kW Four micro-ondes : 1kW TGV : 10 MW Réacteur nucléaire : 1GW « Combien de fours micro-ondes peuvent être alimentés par un réacteur nucléaire ? » Puissance d'un four micro-ondes: 1 kW Puissance d'un réacteur nucléaire: 1 GW soit 1000 MW Méthode: Pour comparer, on convertit les puissances en kW: Réacteur nucléaire: 1000 MW = 1000 x 1000 kW Four micro-ondes: 1 kW On divise la puissance du réacteur par la consommation d'un four: 1000 x 1000 kW / 1 kW = fours Donc un réacteur nucléaire peut alimenter environ fours micro-ondes. [...]

[...] « Nombre de cyclistes pour produire l'énergie consommée par le foyer ? » Consommation du foyer: 318 kWh Puissance d'un cycliste: 0,1 kW Période: 2 mois = 60 jours Méthode: On convertit l'énergie consommée par le foyer en kW: 318 kWh x 1 kW/1 kWh = 318 kW On divise par la puissance d'un cycliste pour obtenir le nombre de cyclistes: 318 kW / 0,1 kW = cyclistes Sur 60 jours: cyclistes x 8h/jour x 30 jours/mois = h Il faudrait environ cyclistes pour produire cette énergie en 2 mois. [...]