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Corigé chapitre 1 physique chimie sti2d terminal nathan

Publié le 06/02/2013

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physique
C hapitre 1 Énergie solaire et habitat Découvrir Activité documentaire n° 1 Les utilisations de l'énergie solaire o Exploiter : 1. Pour un panneau photovoltaïque, on a de l'énergie lumineuse à l'entrée et de l'énergie électrique à la sortie. 2. Un onduleur convertit la tension continue en une tension alternative. 3. L'ECS est produite par un chauffe-eau solaire. 4. L'économie est de 800 W sur 2 h (une heure d'éclairage économisée le matin et le soir) soit 1 600 Wh par jour, soit sur une année 1,60 × 365 = 584 kWh. Activité expérimentale n° 2 Pourquoi une douche solaire est-elle de couleur noire ? o Exploiter : 1. Lorsque la plaque est peinte en noir, la température de la plaque est plus élevée. 2. Le noir absorbe tous les rayonnements ; il n'y a pas de perte par réflexion. Démarche d'investigation n° 3 © NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit. Quelle est la quantité d'énergie stockée par une douche solaire ? o Travail à réaliser : 1. Mettre le thermoplongeur dans l'eau froide. Noter la tension, l'intensité et la durée de chauffe pour passer de 20 °C (par exemple) à 40 °C. 2. Si on fait l'hypothèse que la température initiale est de 20 °C, la quantité d'énergie nécessaire pour élever jusqu'à 40 °C les 20 kg d'eau est : Q = m.c.?T = 20 × 4,180 × 20 = 1 672 kJ. 3. On fait l'hypothèse pour la douche solaire d'une sphère de 20 dm3. 43 ?R = 20 dm3 soit un rayon de la réserve d'eau de R = 3,6 dm. 3 La surface de la sphère correspondante est ?R2 = 40 dm2. En admettant une puissance solaire moyenne de 1 000 W/m2, la puissance reçue par la douche est de 400 W. 1 672 × 103 = 4 180 s, soit 1 h et une dizaine de minutes. Durée de chauffage T = 400
physique

« 6 © NATHAN - La photocopie non autorisée est un délit. 2.

Puissance Andasol : 180 000 3 600 = 50 MW. Nombre de centrales nécessaires : 1 600 50 = 32. 3.

Avantage : énergie renouvelable. Inconvénient : apport énergie solaire intermittent. Pour pallier les variations de l’ensoleillement, on peut stocker de l’énergie (forme chimique : accu- mulateurs ; forme mécanique : remontée de l’eau des barrages…). Réaliser un TP Bilan énergétique d’une cellule photovoltaïque • Exploiter : 1.

Le courant de court-circuit augmente avec l’éclairement. 2.

Les courbes passent par un maximum qui est d’autant plus élevé que l’éclairement est impor- tant.

3.

Voir les caractéristiques du luxmètre et du panneau pour déterminer la puissance reçue.

La puissance électrique est calculée à partir des coordonnées d\�u maximum. S’entraîner Testez vos connaissances 1.

c) ; 2.

b) ; 3.

a) ; 4.

a) et b) ; 5.

c) ; 6.

a) ; 7.

a) ; 8.

c) ; 9.

b) ; 10. a) Applications directes du cours 11 Énergie solaire, énergie inépuisable ! 1. ESR = P · S .

t = 200 × 5,5 × 10 11 × 24 × 365 = 9,5 × 10 17 Wh soit de l’ordre de 10 15 kWh. 2.

EF = 260 × 10 6 × 1,1611 × 10 4 = 3,02 × 10 12 kWh de l’ordre de 10 12 kWh. 3.

Le rapport est de 1 000 : on reçoit 1 000 fois plus d’énergie qu’on en consomme mais on ne sait pas encore bien l’exploiter pour être une alternative au pétrole, au nucléaire. 12 Mon photon a de l’énergie 1. La puissance est donnée par le produit de l’énergie d’un photon par le nombre de photons arrivant sur 1 m 2 : P = 1,1 × 4,5 × 10 17 × 10 4 × 1,6 × 10 –19 = 792 W · m –2 2.

Le nombre d’électrons est égal au nombre de photons ; d’où en multipliant par la charge d’un électron on trouve : I = 7,2 × 10 –2 A 13 Ca ondule pas mal ! 1. Un onduleur assure la conversion tension continue / tension alternative\�. 2.

Le couplage permet de ne pas perdre de l’énergie.

Le surplus de production est fourni au réseau et lorsque les besoins ne sont pas couverts le réseau alimente l’habitation.

14 Tu es tombé dans le panneau 1. Il s’agit d’un panneau solaire thermique.. »

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