7. Comment stocker de l'énergie électrique ?
Les centrales nucléaires produisent de l'électricité de façon
continue, même lorsque la consommation des usagers est
réduite (la nuit, l'été, ...).
Il est possible de stocker ce surplus de production en pompant
l'eau située dans le lac de Limmernsee, pour la faire remonter
dans le lac de Muttsee.
Inversement, pendant les périodes de forte consommation, l'eau
redescend vers le lac inférieur en faisant tourner une turbine
couplée à un alternateur, fournissant ainsi du courant électrique.
Une centrale nucléaire de 1,0GW produit en une journée une énergie E = 8,6.1013J.
Si cette énergie était intégralement utilisée pour pomper de l'eau, quel volume d'eau pourrait être ainsi
remonté en une journée ?
Calcule l'énergie cinétique puis la vitesse de 1,0L d'eau provenant du barrage supérieur et qui arrive au
niveau de la centrale souterraine. On négligera l'énergie perdue dans les frottement entre l'eau et les
canalisations forcées.
Sous quelle forme se trouve ainsi stocké le surplus d'énergie produit par les centrales nucléaires ?
Existe-t-il d'autres méthodes pour stocker de l'énergie électrique ?
8. Une application du principe de conservation de l'énergie: la découverte du "neutrino"
Ecris l'équation correspondant à la désintégration radioactive β– du noyau de phosphore P en soufre S :
La masse du noyau père est M1= 31,9657u et celle du noyau fils M2= 31,9633u avec 1 u = 1,66.10–27kg
La masse d'un électron est m= 5,42.10–4u et la célérité de la lumière dans le vide C0=3,0.108m.s–1.
Calcule l'énergie libérée par cette désintégration radioactive.
Sous quelle forme doit se retrouver cette énergie ?
Or en 1914 le Britannique James Chadwick mesure l'énergie cinétique des électrons émis et il constate qu'ils
ont des énergies variables, toujours inférieures à celle calculée !
En 1930, Wolfgang Pauli postule l'existence d'une particule de masse nulle qui serait émise en même temps que
l'électron et qui emporterait une partie de l'énergie libérée par la réaction nucléaire.
En 1933, l'Italien Enrico Fermi donne le nom de "neutrino" (petit neutron) à cette particule hypothétique qui est
finalement mise en évidence expérimentalement en 1956.
Quel est le principe de physique qui a permis de prévoir
l'existence d'une particule inconnue: le neutrino ?