3e · Physique-chimie

Contrôle n°1 — L'énergie et ses conversions

Évaluation sur les différentes formes d'énergie, les conversions et les chaînes énergétiques, avec des exemples tirés du quotidien.

50min · Moyen · 3 exercices · Barème sur 20 points

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Sujet

Travaille d’abord sans consulter le corrigé. Note tes réponses et les étapes de ton raisonnement.

Exercice 1 — Identifier les formes d'énergie (4 points)

Pour chaque objet ou situation, choisis la forme d'énergie principale mise en jeu. 1. Une pile AAA dans une télécommande. a) Énergie thermique b) Énergie chimique c) Énergie lumineuse 2. Un vélo qui descend une pente sans pédaler. a) Énergie cinétique b) Énergie potentielle de pesanteur c) Énergie musculaire 3. Le filament d'une ampoule à incandescence qui brille. a) Énergie électrique b) Énergie lumineuse et thermique c) Énergie nucléaire 4. Une bouilloire électrique qui chauffe de l'eau. a) Énergie électrique → Énergie thermique b) Énergie chimique → Énergie thermique c) Énergie lumineuse → Énergie thermique

Exercice 2 — Chaîne énergétique d'un scooter électrique (8 points)

Ton ami pense que son scooter électrique est "zéro pollution" car il n'a pas d'échappement. Tu décides de lui expliquer d'où vient réellement l'énergie. 1. Décris la chaîne énergétique complète, depuis la source jusqu'aux roues du scooter en mouvement. Nomme les convertisseurs d'énergie. 2. Cite au moins deux inconvénients ou "pertes" d'énergie dans cette chaîne. 3. Pourquoi peut-on dire que le bilan n'est pas entièrement "zéro pollution" ?

Exercice 3 — Calcul de consommation et de puissance (8 points)

La notice d'un four à micro-ondes indique : 230 V – 800 W. 1. Lors d'un usage de 2 minutes, quelle énergie électrique consomme-t-il ? Donne le résultat en Wh puis en J (rappel : 1 Wh = 3600 J). 2. Le four est branché sur une prise standard de 230 V. Calcule l'intensité du courant qui traverse l'appareil lorsqu'il fonctionne. 3. Ta facture d'électricité est de 0,18 € par kWh. Quel est le coût d'utilisation de ce four si tu l'utilises 2 minutes par jour pendant un mois (30 jours) ?

Corrigé et barème

Le total du barème est de 20 points. Les réponses rédigées admettent plusieurs formulations pertinentes ; compare le raisonnement, pas seulement les mots.

Exercice 1 — Identifier les formes d'énergie : 4 points

1. b) Énergie chimique. La pile stocke de l'énergie sous forme chimique. 2. a) Énergie cinétique. Le vélo en mouvement possède de l'énergie liée à sa vitesse. 3. b) Énergie lumineuse et thermique. Le filament produit de la lumière mais aussi beaucoup de chaleur (perte). 4. a) Énergie électrique → Énergie thermique. La résistance de la bouilloire convertit l'électricité en chaleur.

Exercice 2 — Chaîne énergétique d'un scooter électrique : 8 points

1. Source (centrale électrique : énergie chimique, nucléaire, hydraulique...) → Réseau électrique → Batterie (stockage chimique) → Moteur électrique (convertisseur : électrique → mécanique) → Roues (énergie cinétique). 2. Pertes : Échauffement du moteur (énergie thermique perdue), frottements des roues sur la route, résistance de l'air. 3. La pollution est déplacée : si l'électricité vient d'une centrale à charbon ou à gaz, la pollution a lieu à la production. Il faut aussi considérer la fabrication et le recyclage des batteries.

Exercice 3 — Calcul de consommation et de puissance : 8 points

1. É = P × t. P=0,8 kW, t=2/60 h ≈ 0,0333 h. É = 0,8 × 0,0333 ≈ 0,0267 kWh. Soit 0,0267 × 3600 ≈ 96 kJ. 2. P = U × I donc I = P / U = 800 / 230 ≈ 3,48 A. 3. Énergie mensuelle : 0,0267 kWh/jour × 30 jours = 0,801 kWh. Coût : 0,801 × 0,18 ≈ 0,144 €. L'utilisation coûte environ 14 centimes par mois.

Comprendre, puis réessayer

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Contrôle n°4 — Mouvement et interactions