Exercices sur les énergies électrique et thermique

Date : _______________
Nom : _______________________________________
Groupe : _____________
Résultat : ________ / 32
Exercices sur les énergies électrique et thermique
Module 2 : Phénomènes électriques
Objectif terminal 5 : La conservation de l’énergie
Partie A : L’énergie électrique
1.
Une machine-outil est alimentée en 240 V. L’intensité du courant qui l’alimente est de
18,0 A. Quelle énergie consomme cette machine-outil en 1,00 heure?
________ / 2
Réponse : ____________ J
2.
Tu lis la plaque signalétique d’un appareil électrique que tu possèdes à la maison et tu y
relèves les indications suivantes : 110 V et 4,5 A. Quelle sera l’énergie consommée par cet
appareil après 2,5 heures de fonctionnement?
________ / 2
Réponse : ____________ J
3.
Complète le tableau des résultats suivant.
________ / 8
Résistance
(Ω)
Tension
(V)
Courant
(A)
Temps
(s)
40
100
2,5
400
25
50
2
10
55
100
25
80
Énergie
(J)
10 000
120
1 150
0,5
60 000
Partie B : L’énergie thermique
4.
Sachant que la capacité thermique massique de l’eau est de 4,19 J/(g⋅°C), quelle quantité de
chaleur faut-il fournir à 50 g d’eau pour élever sa température de 70 °C?
________ / 2
Réponse : ____________ J
Exercices sur les énergies électrique et thermique
1
5.
Quelle est l’énergie dégagée par 10 g d’aluminium lorsque sa température passe de 150 °C à
25 °C? Sa capacité thermique massique est de 0,896 J/(g⋅°C).
________ / 2
Réponse : ____________ J
6.
On fournit 35 kJ pour chauffer une quantité d’eau dont la température passe de 5 °C à
20 °C. Calcule la masse de cette quantité d’eau.
________ / 2
Réponse : ____________ g
7.
Un chauffe-eau électrique fournit une énergie de 540 000 J.Quelle sera l’élévation de
température des 10 000 g d’eau qui se trouvent à l’intérieur?
________ / 2
Réponse : ____________ °C
8.
Lorsque vous remplissez votre chauffe-eau à la maison, l’eau utilisée est à 15 °C. Quelle
énergie est nécessaire pour amener la température des 60 litres d’eau à 70 °C? (1 litre d’eau
a une masse de 1 kg)
________ / 2
Réponse : ____________ J
Partie C : Énergies électrique et thermique
9.
Un élément chauffant dont la résistance est de 80 Ω est mis sous une tension de 60 V pendant
15 minutes.
________ / 4
a)
Quelle est l’énergie dégagée par l’élément chauffant? (2 points)
Réponse : ____________ J
b)
Quelle sera l’élévation de température des 150 ml d’eau dans lesquels il s’est trouvé pendant
tout ce temps? (On suppose que le système est parfaitement isolé.) (2 points)
Réponse : ____________ °C
10.
L’antigel sert à refroidir un moteur électrique de 1500 W.
________ / 4
a)
Quelle est la quantité de chaleur dégagée après 15 minutes de fonctionnement du moteur?
(2 points)
Réponse : ____________ J
Exercices sur les énergies électrique et thermique
2
b)
Si on utilise 30 kg d’antigel (2,2 J/(g⋅°C)), quelle sera la variation de température du moteur?
(2 points)
Réponse : ____________ °C
11.
La résistance électrique d’une bouilloire est de 15,0 ohms. Cette bouilloire est branchée à
une alimentation de 110 volts. On met 1 litre d’eau à 20,0 °C dans cette bouilloire. Si on
néglige les pertes de chaleur, combien de temps doit être branchée la bouilloire pour que la
température de l’eau, à la fin, soit de 80,0 °C?
________ / 2
Réponse : ____________ s
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Corrigé
Exercices sur les énergies électrique et thermique
Module 2 : Phénomènes électriques
Objectif terminal 5 : La conservation de l’énergie
Partie A : L’énergie électrique
1.
2.
3.
15 552 000 J
4 455 000 J
Résistance
(Ω)
40
25
10
100
80
Tension
(V)
100
50
55
25
40
Courant
(A)
2,5
2
5,5
0,25
0,5
Temps
(s)
400
100
120
184
3 000
Énergie
(J)
100 000
10 000
36 300
1 150
60 000
Partie B : L’énergie thermique
4.
5.
6.
7.
8.
14 665 J
1 120 J
556,9 g
12,9 °C
13 827 000 J
Partie C : Énergies électrique et thermique
9.
10.
11.
a)
40 500 J
a)
1 350 000 J
311,65 s
b)
b)
64,4 °C
20,5 °C
© Chaire CRSNG/Alcan pour les femmes en sciences et génie au Québec
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Exercices sur les énergies électrique et thermique (Corrigé)
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