4e · Physique-chimie

Contrôle n°1 — L'énergie et ses conversions

Évaluation sur les différentes formes d'énergie, les conversions et la notion de puissance.

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 de la vie quotidienne, choisis la forme d'énergie principale mise en jeu. 1. Une pile dans une télécommande. a) Énergie thermique b) Énergie chimique c) Énergie lumineuse 2. Un vélo qui descend une pente. a) Énergie cinétique b) Énergie potentielle de pesanteur c) Énergie électrique 3. Une bouilloire qui chauffe de l'eau. a) Énergie chimique b) Énergie thermique c) Énergie nucléaire 4. Le son produit par une enceinte Bluetooth. a) Énergie électrique b) Énergie lumineuse c) Énergie sonore

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

Léa utilise son vélo à assistance électrique pour aller au collège. La batterie du vélo se recharge sur une prise secteur. Pendant le trajet, le moteur électrique aide Léa à pédaler. 1. Lors de la recharge, quelle conversion d'énergie a lieu à la prise ? 2. Pendant le trajet, la batterie alimente le moteur. Décris la conversion d'énergie qui se produit dans le moteur. 3. Une partie de l'énergie fournie par le moteur est perdue sous forme de chaleur. Pourquoi parle-t-on de "pertes" d'énergie ?

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

La lampe de bureau de Tom a une puissance de 12 W (Watts). Il l'allume chaque soir pour faire ses devoirs pendant 1 heure et 30 minutes. 1. Exprime la durée d'utilisation en heures. 2. Calcule l'énergie consommée par la lampe en une soirée. Rappel : Énergie (en Wh) = Puissance (en W) × Durée (en h). 3. Le prix du kilowattheure (kWh) est de 0,18 €. Combien coûte l'utilisation de cette lampe sur 30 soirs identiques ? (Indice : 1 kWh = 1000 Wh).

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 thermique. La bouilloire transfère de la chaleur à l'eau. 4. c) Énergie sonore. L'enceinte produit des vibrations dans l'air.

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

1. À la prise, l'énergie électrique du secteur est convertie en énergie chimique stockée dans la batterie. 2. Dans le moteur, l'énergie chimique de la batterie est convertie en énergie cinétique (mouvement des roues) et en énergie thermique (échauffement du moteur). 3. On parle de "pertes" car l'énergie thermique dissipée n'est pas utilisée pour l'objectif principal, qui est de faire avancer le vélo. Elle se disperse dans l'environnement.

Exercice 3 — Calcul de puissance et consommation : 8 points

1. Durée : 1,5 h. 2. Énergie = 12 W × 1,5 h = 18 Wh. 3. Énergie pour 30 soirs : 18 Wh × 30 = 540 Wh = 0,54 kWh. Coût : 0,54 kWh × 0,18 €/kWh = 0,0972 €, soit environ 10 centimes.

Comprendre, puis réessayer

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