Niveau 3ème et Seconde · Énergie utile · Énergie dissipée · Rendement · Calculs
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Objectif : savoir lire un bilan énergétique, identifier l’énergie utile et l’énergie dissipée, puis calculer un rendement ou une énergie manquante.
Énergie reçue = énergie fournie au système.
Énergie utile = énergie recherchée.
Énergie dissipée = énergie perdue, souvent sous forme thermique.
Rendement : (eta = dfrac{E_{utile}}{E_{reçue}}).
Synthèse
Bilan énergétique : méthode de lecture
À retenir
On écrit toujours : Énergie reçue = Énergie utile + Énergie dissipée.
L’énergie dissipée n’est pas détruite : elle est transférée vers l’environnement, souvent sous forme thermique.
Un rendement proche de 1 signifie un système très efficace.
Ereçue = Eutile + Edissipée
η = Eutile / Ereçue
Schéma fonctionnel type
Ce schéma permet de montrer le chemin de l’énergie et de repérer les sorties utiles et les pertes.
Méthode de calcul
On repère les données connues.
On écrit la relation utile.
On isole la grandeur cherchée.
On vérifie l’unité : J ou kJ le plus souvent.
Exemple : Ediss = Ereçue − Eutile
Exemple : Eutile = η × Ereçue
Exemple : η = 75 % = 0,75
Réfléchir
Questions d’analyse et d’expression
1
Réponse rédigée
Explique avec tes mots ce qu’est un bilan énergétique.
Un élève dit : « Dans un appareil, toute l’énergie reçue sert à faire ce qu’on veut. »
Réponds en 2 à 4 phrases en utilisant les mots énergie reçue, utile et dissipée.
2
Vrai / Faux
L’énergie dissipée est une énergie inutile pour le système, mais elle existe bien et se retrouve dans l’environnement.
3
Calcul
Calculer l’énergie dissipée.
Un moteur reçoit 800 J d’énergie. Il fournit 560 J d’énergie utile.
Quelle est l’énergie dissipée ?
Ediss =J
4
Calcul
Calculer un rendement.
Une lampe reçoit 50 J et transforme 12,5 J en énergie lumineuse utile.
Calcule son rendement.
η =ou %
5
Réponse rédigée
Pourquoi un appareil ne peut-il pas avoir un rendement de 100 % ?
Donne une explication courte avec un exemple simple.
6
QCM
Dans un panneau solaire, l’énergie reçue est principalement :
7
Calcul
Calculer l’énergie utile à partir du rendement.
Un appareil reçoit 200 J et son rendement est de 60 %.
Calcule l’énergie utile.
Eutile =J
8
Vrai / Faux
Si l’énergie utile augmente, le rendement augmente forcément.
S’exprimer
Rédiger une réponse scientifique
Consigne
Une voiture thermique reçoit de l’énergie chimique du carburant. Une partie sert au mouvement, une autre est dissipée sous forme de chaleur.
Rédige un paragraphe de 5 à 6 lignes expliquant le bilan énergétique de cette voiture.
Tu dois utiliser les mots : énergie reçue, utile, dissipée, conversion, rendement.
9
Calcul
Calculer l’énergie reçue.
Une machine a un rendement de 80 % et fournit 400 J d’énergie utile.
Quelle est l’énergie reçue ?
Ereçue =J
10
QCM
Quelle relation est correcte dans un bilan énergétique simple ?
11
Réponse rédigée
Explique comment repérer l’énergie dissipée dans un schéma ou un bilan énergétique.
Aide-toi des idées suivantes : pertes, chaleur, environnement, énergie non utile.