Evaluation n°3 : Energie 2ème partie

Mot de passe : 1STI2D

Nom :
Mot de passe :

Nommez les différents changements d'état de la matière en complétant le diagramme ci-dessous.

On introduit un thermoplongeur et un thermomètre dans un calorimètre contenant mL d'huile à °C. Le thermoplongeur est traversé par un courant électrique d'intensité A et soumis à une tension électrique de V. On arrête le chauffage du bain d'huile au bout de s lorsque la température de °C est atteinte. Annoter le schéma puis compléter le tableau ci-dessous en donnant les résultats avec un nombre de chiffres significatifs cohérent.
Masse volumique de l'huile : ρ = kg/L.

Le bouchon limite les transferts par ..........

Le vide limite les transferts par ..........

Les parois argentées limitent les transferts par ..........

Grandeurs Résultats
P (en W)Puissance électrique absorbée par le thermoplongeur
E (en kJ)Energie électrique absorbée par le thermoplongeur
Q (en kJ)Energie thermique absorbée par l'huile
m (en kg)Masse du bain d'huile
Δθ (en K)Variation de température du bain d'huile
c (en kJ.kg-1.K-1)Capacité thermique massique de l'huile

Un panneau solaire thermique est constitué d'une boîte fermé par une plaque de verre. Il permet de fournir l'eau chaude sanitaire d'une habitation. Schématiser la chaine énergétique du panneau solaire thermique puis compléter le tableau avec un nombre de chiffres significatifs cohérent grâce aux essais réalisés avec de l'eau pendant une heure.
Capacité thermique massique de l'eau : 4180 J.kg-1.°C-1
Masse volumique de l'eau : 1000 kg.m-3
Puissance solaire disponible : W/m2
Température d’entrée de l'eau : °C
Température de sortie de l'eau : °C
Débit d'eau dans le capteur : L/h
Surface du capteur solaire : m2

Grandeurs Résultats
Q (en MJ)Energie thermique reçue par le fluide caloporteur en une heure
Pth (en kW)Puissance thermique transportée par le fluide caloporteur
P (en kW)Puissance solaire absorbée par le capteur
η (en %)Rendement du panneau solaire thermique

Des lasers à CO2 peuvent être employés pour découper des tôles métalliques. Après avoir cheminé à travers un jeu de miroirs et lentilles, le faisceau laser est focalisé sur la pièce métallique. Le métal fondu est évacué grâce à un gaz d’assistance (air comprimé, azote …). Un laser à CO2 de kW et de diamètre mm est utilisé pour découper des tôles en inox d’une épaisseur de 1,0 mm avec une vitesse de découpe de m/min. Une plaque en inox a pour dimensions mm × 1200 mm. Compléter le tableau et donner tous les résultats en notation scientifique avec un nombre de chiffres significatifs cohérent.

Grandeurs Résultats
S (en m2)Section du faisceau laser
I (en W/m2)Irradiance du faisceau laser
t (en s)Durée de découpage sur la longueur de la tôle
E (en J)Energie du faisceau laser pendant la découpe

Le mouvement de levage d’une charge effectué par une grue de chantier peut se décomposer en trois phases. Le graphique représente l’évolution de la vitesse de la charge en fonction du temps. Compléter le tableau avec un nombre de chiffres significatifs cohérent

Grandeurs Résultats
aOA (en m/s2)Accélération de la charge pendant la phase OA
OA (en m)Distance parcourue par la charge pendant la phase OA
v (en m/s)Vitesse de la charge pendant la phase AB
AB (en m)Distance parcourue par la charge pendant la phase AB
aBC (en m/s2)Accélération de la charge pendant la phase BC
BC (en m)Distance parcourue par la charge pendant la phase BC

Une boule de masse m = kg est maintenue en équilibre sans frottement contre un mur à l’aide d’un fil. La force de réaction du mur sur la boule a une intensité de R = N. Cette force est perpendiculaire au plan du mur. Compléter le tableau avec un nombre de chiffres significatifs cohérent.
Donnée : g = 9,8 N/kg

Grandeurs Résultats
P (en N)Poids de la boule
R (en N)Réaction du mur exercée sur la boule
T (en N)Tension du fil exercée sur la boule
α (en °)Angle existant entre le fil et la veticale

Un homme lâche un ballon d'une masse de g, sans vitesse initiale, du haut d'un pont. Le ballon fait une chute de m. Les forces de frottements et la poussée d'Archimède sont négligeables. Compléter le tableau avec un nombre de chiffres significatifs cohérent.
Intensité de la pesanteur : g = 9,81 N/kg

Grandeurs Résultats
P (en N)Poids du ballon
WAB (P) (en J)Travail du poids du ballon pendant sa chute
Ec1 (en J)Energie cinétique du ballon au niveau du pont
Ec2 (en J)Energie cinétique du ballon au niveau de l'eau
v2 (en m/s)Vitesse du ballon au niveau de l'eau
v2 (en km/h)Vitesse du ballon au niveau de l'eau