QCM : Énergie et puissance — 13 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que se passe-t-il généralement pour l’énergie thermique d’un corps lorsque sa température augmente ?

Elle se transforme en énergie nucléaire
Elle devient une énergie chimique stockée
Elle diminue avec le déplacement des charges
Elle augmente avec l’agitation des atomes

Elle augmente avec l’agitation des atomes

Explication

L’énergie thermique correspond à l’agitation des atomes, qui augmente lorsque la température du corps augmente. Le déplacement des charges caractérise plutôt l’énergie électrique.

2. Comment la puissance instantanée p(t)p(t) se définit-elle à partir de l’énergie e(t)e(t) ?

Elle est l’intégrale de e(t)e(t) par rapport au temps.
Elle est l’aire située sous la courbe de e(t)e(t).
Elle est la dérivée de e(t)e(t) par rapport au temps.
Elle est le quotient de e(t)e(t) par le temps écoulé.

Elle est la dérivée de $$e(t)$$ par rapport au temps.

Explication

La puissance instantanée mesure le taux de variation de l’énergie et s’écrit donc p(t)=de(t)dtp(t)=\frac{de(t)}{dt}. Le quotient entre une variation d’énergie et une durée correspond à une puissance moyenne, et non à la puissance instantanée.

3. Quelle expression donne le rendement énergétique d’un convertisseur ?

η=Eu+Eabs\eta = E_u + E_{abs}
η=EabsEu\eta = \frac{E_{abs}}{E_u}
η=EuEabs\eta = \frac{E_u}{E_{abs}}
η=Eabs−Eu\eta = E_{abs} - E_u

$$\eta = \frac{E_u}{E_{abs}}$$

Explication

Le rendement est le rapport de l’énergie utile sur l’énergie absorbée, soit η=EuEabs\eta = \frac{E_u}{E_{abs}}, et il n’a pas d’unité. Les énergies du rapport s’expriment, elles, en joules ou en kilowattheures.

4. Sur le graphe de l’énergie e(t)e(t), quelle grandeur permet de déterminer la puissance instantanée à une date donnée ?

La hauteur de la courbe par rapport à l’axe du temps.
La pente de la droite reliant les extrémités de l’intervalle.
L’aire comprise sous la courbe jusqu’à cette date.
La pente de la tangente à la courbe en cette date.

La pente de la tangente à la courbe en cette date.

Explication

La dérivée de e(t)e(t) en une date est la pente de la tangente à la courbe, ce qui donne la puissance instantanée. L’aire sous une courbe de puissance représente plutôt une énergie, tandis qu’une pente moyenne concerne un intervalle.

5. Quel est le rôle d’un convertisseur d’énergie ?

Conserver une énergie sans modifier sa forme
Calculer la durée nécessaire à une conversion
Transformer une forme d’énergie en une autre
Mesurer la température d’un système énergétique

Transformer une forme d’énergie en une autre

Explication

Un convertisseur transforme une forme d’énergie en une autre forme d’énergie. Mesurer, conserver ou calculer une durée ne définit pas sa fonction principale.

6. Un convertisseur absorbe 500 J500\ \mathrm{J} et fournit 350 J350\ \mathrm{J} d’énergie utile. Quelle quantité d’énergie correspond aux pertes ?

350 J350\ \mathrm{J}
150 J150\ \mathrm{J}
850 J850\ \mathrm{J}
500 J500\ \mathrm{J}

$$150\ \mathrm{J}$$

Explication

Le bilan énergétique donne Pertes=Eabs−Eu=500−350=150 JPertes=E_{abs}-E_u=500-350=150\ \mathrm{J}. Les 350 J350\ \mathrm{J} correspondent à l’énergie utile, tandis que les 500 J500\ \mathrm{J} représentent l’énergie absorbée.

7. Où l’énergie chimique est-elle principalement stockée et comment peut-elle être utilisée ?

Dans le mouvement des charges, grâce à une circulation électrique
Dans les noyaux atomiques, grâce à une réaction de fusion
Dans les ondes électromagnétiques, grâce à une émission lumineuse
Dans les liaisons entre atomes, grâce à des réactions chimiques

Dans les liaisons entre atomes, grâce à des réactions chimiques

Explication

L’énergie chimique est stockée dans les liaisons entre les atomes et devient utilisable lors de réactions chimiques. L’énergie des noyaux relève de l’énergie nucléaire.

8. Comment calcule-t-on la puissance moyenne d’un dispositif entre deux instants ?

En divisant la variation d’énergie par la durée écoulée
En soustrayant la durée écoulée de la variation d’énergie
En divisant la durée écoulée par la variation d’énergie
En additionnant la variation d’énergie et la durée écoulée

En divisant la variation d’énergie par la durée écoulée

Explication

La puissance moyenne est définie par P=ΔEΔt=E2−E1t2−t1P=\frac{\Delta E}{\Delta t}=\frac{E_2-E_1}{t_2-t_1}. Elle rapporte donc une énergie transférée à une durée, au lieu de représenter une énergie prise seule.

9. Quelles unités sont adaptées pour exprimer respectivement une énergie, une puissance et une durée ?

Le kilowattheure, le kilowatt et l’heure
La seconde, le joule et le watt
Le watt, l’heure et le kilowattheure
Le kilowatt, le kilowattheure et la seconde

Le kilowattheure, le kilowatt et l’heure

Explication

Une énergie peut s’exprimer en kilowattheures, une puissance en kilowatts et une durée en heures. Les kilowatts mesurent une puissance, tandis que les kilowattheures mesurent une énergie.

10. Comment définit-on l’énergie mécanique d’un système ?

Comme l’énergie stockée dans ses liaisons chimiques
Comme la somme des énergies cinétique et potentielle
Comme l’énergie transportée par ses ondes électromagnétiques
Comme l’agitation thermique de ses particules

Comme la somme des énergies cinétique et potentielle

Explication

L’énergie mécanique résulte de l’addition de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle. L’agitation des particules décrit plutôt l’énergie thermique.

11. Quelle relation permet de calculer l’énergie consommée entre 00 et tt à partir de la puissance P(t)P(t) ?

E=P(t)−tE=P(t)-t
E=P(t)tE=\frac{P(t)}{t}
E=dP(t)dtE=\frac{dP(t)}{dt}
E=∫0tP(t) dtE=\int_0^t P(t)\,dt

$$E=\int_0^t P(t)\,dt$$

Explication

L’énergie consommée est l’intégrale de la puissance sur la durée considérée, soit E=∫0tP(t) dtE=\int_0^t P(t)\,dt, graphiquement égale à l’aire sous la courbe de P(t)P(t). La dérivée de la puissance décrit sa variation et ne fournit pas directement l’énergie consommée.

12. Quelle forme d’énergie est liée aux déplacements d’électrons et d’ions ?

L’énergie thermique
L’énergie nucléaire
L’énergie électrique
L’énergie chimique

L’énergie électrique

Explication

L’énergie électrique provient du déplacement de charges, notamment des électrons et des ions. L’énergie chimique, elle, est stockée dans les liaisons entre les atomes.

13. Dans une chaîne énergétique, que représente l’énergie utile ?

L’énergie absorbée avant l’entrée dans le convertisseur
L’énergie dissipée qui n’est pas valorisée par le système
La totalité de l’énergie reçue par le dispositif étudié
Le résultat recherché par le fonctionnement du convertisseur

Le résultat recherché par le fonctionnement du convertisseur

Explication

L’énergie utile correspond au résultat recherché par le convertisseur. L’énergie dissipée constitue une perte et ne représente pas le résultat valorisé.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 30 flashcards sur Énergie et puissance.

Qu'est-ce qui cause l'énergie électrique ?

Les déplacements d'électrons et d'ions.

Par quoi l'énergie rayonnante est-elle transportée ?

Par les ondes électromagnétiques.

Quels exemples illustrent l'énergie rayonnante ?

La lumière et l'infrarouge.

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