QCM : Énergie et conversions énergétiques — 12 questions

Question 1

1. Laquelle de ces sources d’énergie est renouvelable à l’échelle humaine ?

Le pétrole brut issu des réservoirs

L’énergie hydraulique

L’uranium utilisé dans les centrales

Le gaz naturel extrait des gisements

Explication

L’énergie hydraulique se renouvelle grâce au cycle de l’eau à l’échelle humaine. L’uranium, le gaz naturel et le pétrole brut sont des ressources non renouvelables.

Answer

L’énergie hydraulique

Question 2

2. Dans quelle partie d’une molécule de carburant l’énergie chimique est-elle directement stockée ?

Dans le mouvement global du carburant

Dans le rayonnement émis par le carburant

Dans les liaisons chimiques entre les atomes

Dans l’agitation thermique de la matière

Explication

L’énergie chimique est associée aux liaisons chimiques des molécules de carburant. L’agitation thermique correspond à une autre forme d’énergie et ne décrit pas directement le stockage chimique.

Answer

Dans les liaisons chimiques entre les atomes

Question 3

3. Quelle classification décrit correctement le charbon, l’énergie éolienne, le rayonnement solaire et la géothermie ?

Le charbon et le solaire sont renouvelables, les autres sont non renouvelables

Le charbon est non renouvelable, les trois autres sont renouvelables

Le charbon est renouvelable, les trois autres sont non renouvelables

Le charbon et l’éolien sont non renouvelables, les autres sont renouvelables

Explication

Le charbon est une source primaire non renouvelable, tandis que l’éolien, le solaire et la géothermie sont des sources renouvelables. La confusion vient souvent de l’assimilation de toutes les sources primaires à des ressources non renouvelables.

Answer

Le charbon est non renouvelable, les trois autres sont renouvelables

Question 4

4. Dans un système fermé, comment relier l’énergie absorbée, l’énergie utile et les pertes ?

L’énergie utile égale l’énergie absorbée plus les pertes

L’énergie absorbée égale l’énergie utile moins les pertes

Les pertes égalent l’énergie absorbée plus l’énergie utile

L’énergie absorbée égale l’énergie utile plus les pertes

Explication

Le bilan énergétique d’un système fermé répartit l’énergie absorbée entre l’énergie utile et les pertes. Assimiler l’énergie absorbée aux pertes néglige la part convertie utilement.

Answer

L’énergie absorbée égale l’énergie utile plus les pertes

Question 5

5. Un convertisseur absorbe $500\,\mathrm{J}$ et fournit $350\,\mathrm{J}$ d’énergie utile. Quel est son rendement énergétique ?

\eta = 1{,}43

\eta = 0{,}70

\eta = 150

\eta = 850

Explication

Le rendement se calcule par $\eta = \frac{E_{utile}}{E_{absorbée}} = \frac{350}{500} = 0{,}70$ , soit 70 %. Le rapport inverse donnerait une valeur supérieure à un, incompatible avec un rendement réel.

Answer

$$\eta = 0{,}70$$

Question 6

6. Quelle propriété caractérise le rendement d’un convertisseur réel fonctionnant en régime permanent ?

Il est strictement compris entre 0 et 1

Il est supérieur à 1 lorsque les pertes sont importantes

Il est égal à 1 lorsque le convertisseur fonctionne

Il est égal à 0 dès qu’une conversion d’énergie a lieu

Explication

Un convertisseur réel possède un rendement vérifiant $0 < \eta < 1$ , car une partie de l’énergie absorbée est perdue. Un rendement égal à un correspondrait à une conversion sans pertes, non caractéristique d’un convertisseur réel.

Answer

Il est strictement compris entre 0 et 1

Question 7

7. Une ampoule absorbe $100\,\mathrm{J}$ et dissipe $80\,\mathrm{J}$ sous forme de chaleur. Quelle conclusion est correcte ?

Elle fournit

20\,\mathrm{J}

de lumière et son rendement lumineux vaut 20 %

Elle fournit

100\,\mathrm{J}

de lumière et son rendement lumineux vaut 100 %

Elle fournit

180\,\mathrm{J}

de lumière et son rendement lumineux vaut 180 %

Elle fournit

80\,\mathrm{J}

de lumière et son rendement lumineux vaut 80 %

Explication

L’énergie lumineuse vaut $100 - 80 = 20\,\mathrm{J}$ , donc le rendement lumineux est $\frac{20}{100}=20\,\%$ . Les 80 J correspondent à une dissipation thermique et non à l’énergie lumineuse produite.

Answer

Elle fournit $$20\,\mathrm{J}$$ de lumière et son rendement lumineux vaut 20 %

Question 8

8. Un appareil de puissance $2\,\mathrm{kW}$ fonctionne pendant $3\,\mathrm{h}$ . Quelle énergie consomme-t-il ?

6\,\mathrm{kWh}

0{,}67\,\mathrm{kWh}

5\,\mathrm{kWh}

9\,\mathrm{kWh}

Explication

L’énergie consommée se calcule par $E=P\Delta t$ , donc $E=2\times3=6\,\mathrm{kWh}$ . Diviser la puissance par la durée confond l’énergie avec la puissance moyenne par unité de temps.

Answer

$$6\,\mathrm{kWh}$$

Question 9

9. À combien de joules correspond exactement un wattheure ?

36\,\mathrm{J}

3\,600\,\mathrm{J}

60\,\mathrm{J}

600\,\mathrm{J}

Explication

Un wattheure correspond à un watt fourni pendant une heure, soit $1\,\mathrm{W}\times3\,600\,\mathrm{s}=3\,600\,\mathrm{J}$ . La valeur 600 J ne tient pas compte de la durée complète d’une heure en secondes.

Answer

$$3\,600\,\mathrm{J}$$

Question 10

10. Une batterie de capacité $50\,\mathrm{A\cdot h}$ et de tension nominale $12\,\mathrm{V}$ emmagasine quelle énergie nominale ?

600\,\mathrm{Wh}

38\,\mathrm{Wh}

62\,\mathrm{Wh}

4\,\mathrm{Wh}

Explication

L’énergie nominale vaut $E=QU=50\times12=600\,\mathrm{Wh}$ . Additionner ou soustraire la capacité et la tension ne correspond pas à la relation énergétique d’une batterie.

Answer

$$600\,\mathrm{Wh}$$

Question 11

11. Quelle expression calcule l’énergie reçue entre les instants $t_1$ et $t_2$ à partir de la puissance $P(t)$ ?

E = \int_{t_1}^{t_2} P(t)\,dt

E = \frac{dP}{dt}

E = \int_{t_1}^{t_2} \frac{1}{P(t)}\,dt

E = P(t_2)-P(t_1)

Explication

L’énergie reçue est obtenue en intégrant la puissance sur l’intervalle de temps considéré. La dérivée de l’énergie donne au contraire la puissance, ce qui rend la deuxième expression inadaptée.

Answer

$$E = \int_{t_1}^{t_2} P(t)\,dt$$

Question 12

12. Sur un graphique représentant la puissance en fonction du temps entre $t_1$ et $t_2$ , quelle grandeur représente l’aire sous la courbe ?

La durée nécessaire pour atteindre la puissance finale

La variation de puissance entre les deux instants

La puissance moyenne à l’instant

t_2

L’énergie totale transférée pendant l’intervalle

Explication

L’aire sous la courbe de puissance en fonction du temps correspond à l’intégrale de la puissance et représente donc l’énergie transférée. La puissance moyenne est une valeur de puissance, tandis que les deux autres réponses ne correspondent pas à cette aire.

Answer

L’énergie totale transférée pendant l’intervalle

QCM : Énergie et conversions énergétiques — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Laquelle de ces sources d’énergie est renouvelable à l’échelle humaine ?

2. Dans quelle partie d’une molécule de carburant l’énergie chimique est-elle directement stockée ?

3. Quelle classification décrit correctement le charbon, l’énergie éolienne, le rayonnement solaire et la géothermie ?

4. Dans un système fermé, comment relier l’énergie absorbée, l’énergie utile et les pertes ?

5. Un convertisseur absorbe $500\,\mathrm{J}$ et fournit $350\,\mathrm{J}$ d’énergie utile. Quel est son rendement énergétique ?

6. Quelle propriété caractérise le rendement d’un convertisseur réel fonctionnant en régime permanent ?

7. Une ampoule absorbe $100\,\mathrm{J}$ et dissipe $80\,\mathrm{J}$ sous forme de chaleur. Quelle conclusion est correcte ?

8. Un appareil de puissance $2\,\mathrm{kW}$ fonctionne pendant $3\,\mathrm{h}$ . Quelle énergie consomme-t-il ?

9. À combien de joules correspond exactement un wattheure ?

10. Une batterie de capacité $50\,\mathrm{A\cdot h}$ et de tension nominale $12\,\mathrm{V}$ emmagasine quelle énergie nominale ?

11. Quelle expression calcule l’énergie reçue entre les instants $t_1$ et $t_2$ à partir de la puissance $P(t)$ ?

12. Sur un graphique représentant la puissance en fonction du temps entre $t_1$ et $t_2$ , quelle grandeur représente l’aire sous la courbe ?

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QCM : Énergie et conversions énergétiques — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Laquelle de ces sources d’énergie est renouvelable à l’échelle humaine ?

2. Dans quelle partie d’une molécule de carburant l’énergie chimique est-elle directement stockée ?

3. Quelle classification décrit correctement le charbon, l’énergie éolienne, le rayonnement solaire et la géothermie ?

4. Dans un système fermé, comment relier l’énergie absorbée, l’énergie utile et les pertes ?

5. Un convertisseur absorbe 500 J500\,\mathrm{J}500J et fournit 350 J350\,\mathrm{J}350J d’énergie utile. Quel est son rendement énergétique ?

6. Quelle propriété caractérise le rendement d’un convertisseur réel fonctionnant en régime permanent ?

7. Une ampoule absorbe 100 J100\,\mathrm{J}100J et dissipe 80 J80\,\mathrm{J}80J sous forme de chaleur. Quelle conclusion est correcte ?

8. Un appareil de puissance 2 kW2\,\mathrm{kW}2kW fonctionne pendant 3 h3\,\mathrm{h}3h. Quelle énergie consomme-t-il ?

9. À combien de joules correspond exactement un wattheure ?

10. Une batterie de capacité 50 A⋅h50\,\mathrm{A\cdot h}50A⋅h et de tension nominale 12 V12\,\mathrm{V}12V emmagasine quelle énergie nominale ?

11. Quelle expression calcule l’énergie reçue entre les instants t1t_1t1​ et t2t_2t2​ à partir de la puissance P(t)P(t)P(t) ?

12. Sur un graphique représentant la puissance en fonction du temps entre t1t_1t1​ et t2t_2t2​, quelle grandeur représente l’aire sous la courbe ?

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7. Une ampoule absorbe $100\,\mathrm{J}$ et dissipe $80\,\mathrm{J}$ sous forme de chaleur. Quelle conclusion est correcte ?

8. Un appareil de puissance $2\,\mathrm{kW}$ fonctionne pendant $3\,\mathrm{h}$ . Quelle énergie consomme-t-il ?

10. Une batterie de capacité $50\,\mathrm{A\cdot h}$ et de tension nominale $12\,\mathrm{V}$ emmagasine quelle énergie nominale ?

11. Quelle expression calcule l’énergie reçue entre les instants $t_1$ et $t_2$ à partir de la puissance $P(t)$ ?

12. Sur un graphique représentant la puissance en fonction du temps entre $t_1$ et $t_2$ , quelle grandeur représente l’aire sous la courbe ?