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Corrigé
Fonctionnement d’un barrage hydroélectrique ? corrigé de la page 302
1. Le document 1 précise que tous les dispositifs convertisseurs transforment au moins une partie de l’énergie qui leur parvient sous forme thermique. Cela est confirmé par les diagrammes du document 1 où chaque dispositif présenté transfère à l’environnement un pourcentage plus ou moins grand d’éner- gie thermique à l’environnement.
2. Voici la chaîne énergétique que nous pouvons déduire de la lecture du document 2 :
3. L’énergie transférée chaque seconde à la centrale est l’énergie de position Ep.i.e de position initiale de l’eau qui entre initialement dans les conduites du barrage. On a Ep.i.e = 3 600 MJ.
Différentes énergies sont transférées chaque seconde hors de la centrale :
· l’énergie de position Ep.f.e de position finale de l’eau quittant le barrage. Ep.f.e = 1 270 MJ ;
· l’énergie électrique Ep.f.e transférée au réseau électrique. Ee= 2 080 MJ ;
· l’énergie cinétique Ee de l’eau quittant finalement le barrage. Ec.f.e = 60 MJ ;
· l’énergie thermique Eth transférée à l’environnement.
La somme des différentes formes d’énergie après son passage dans la centrale Hoover est de : 1270 + 2 080 + 60 = 3 410 MJ.
Puisque l’énergie se conserve, alors l’ensemble de l’énergie Etot.i transférée chaque seconde à la centrale est égal à l’ensemble de l’énergie Etot.f transférée à partir de la centrale c’est-à-dire Etot.i = Etot.f .
Or Etot.i = Ep.i.e
et Etot.f = Ee + Ep.f.e + Ec.f.e + Eth.
On en déduit que Ep.i.e = Ep.f.e + Ee + Ec.f.e + Eth et que Eth = Ep.i.e − Ee − Ep.f.e − Ec.f.e. En faisant l’application numérique, on trouve : Eth = 3 600 − 2 080 − 1 270 − 60
c’est-à-dire Eth = 3 600 − 3 410 et enfin Eth = 190 MJ.
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4.
Corrigé de l’exercice page 308 n° 10 L’énergie éolienne.
■ COMPÉTENCES
Comprendre et interpréter des tableaux ou des documents graphiques.
Lire et comprendre des documents scientifiques pour en extraire des informations.
1. La forme d’énergie que l’on souhaite obtenir avec une éolienne est l’énergie électrique.
2. L’énergie initiale dans la chaîne énergétique est l’énergie cinétique de l’air en mouvement.
3. Le convertisseur est l’éolienne composée d’une turbine et d’un alternateur.
4. Nous utilisons les éoliennes pour convertir l’énergie cinétique de l’air en mouvement car, bien que complexe à exploiter, cette source d’énergie est renouvelable et ses capacités de production ont un po- tentiel de développement important.
5. Toute l’énergie initiale du réservoir n’est pas convertie par l’éolienne car l’air est encore en mouve- ment après avoir agi sur ses pales : il possède donc encore une partie de son énergie cinétique initiale.
Corrigé de l’exercice page 308 n° 11 Lancer de ballon.
■ COMPÉTENCE
Interpréter des résultats.
Écrire des phrases claires, sans faute, en utilisant le vocabulaire adapté.
1. Dans la première phase du mouvement, le ballon de rugby s’élève en perdant de la vitesse. Donc, l’énergie cinétique du ballon diminue.
2. Au cours de la première phase, la ballon s’élève, c’est-à-dire que son altitude augmente. Cela corres- pond à une augmentation de son énergie de position.
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3. Dans la seconde phase du mouvement, le ballon de rugby redescend avec de plus en plus de vitesse.
La vitesse augmente et donc son énergie cinétique également.
4. Au cours de la second phase, la ballon redescend. Cela signifie que son altitude diminue. Ainsi son énergie de position diminue.
Corrigé de l’exercice page 310 n° 19 Énergie dans les muscles
■ COMPÉTENCES
Produire et transformer des tableaux ou des documents graphiques Écrire des phrases claires, sans faute, en utilisant le vocabulaire adapté 1.
2. 20 % de 150 kJ correspond à 30 kJ. Le muscle convertit alors 30 kJ d’énergie chimique en énergie mécanique et le reste, soit 120 kJ d’énergie chimique en énergie thermique.
Corrigé de l’exercice page 308 n° 14 Le pendule.
■ COMPÉTENCE
Interpréter des résultats
1. Lorsque la bille redescend, son énergie cinétique, liée à sa vitesse, augmente. Parallèlement, son éner- gie de position, liée à son altitude, diminue. L’énergie de position de la bille est donc convertie en éner- gie cinétique. Ensuite, la bille remonte et la conversion opposée a lieu jusqu’à ce que la bille s’immobili- se un bref instant et reparte en sens opposé.
Ce processus recommence alors encore et encore : la bille se balance.
2. Ce balancement de la bille s’amenuise puis prend fin car à chaque oscillation, la bille déplace de l’air et lui transfère une partie de son énergie cinétique. L’énergie cinétique maximale que la bille atteint di- minue ainsi peu à peu. À la fin, elle devient nulle en permanence, et la bille est à l’arrêt.
