QCM : Énergie et rendement des carburants — 5 questions

Questions et réponses du QCM

1. Une voiture fournit une puissance utile de 110 kW110\ \mathrm{kW} avec un rendement de 0,300{,}30. Quelle puissance chimique doit être fournie par le carburant ?

Environ 110,30 kW110{,}30\ \mathrm{kW}
Environ 33 kW33\ \mathrm{kW}
Environ 366,67 kW366{,}67\ \mathrm{kW}
Environ 256,67 kW256{,}67\ \mathrm{kW}

Environ $$366{,}67\ \mathrm{kW}$$

Explication

La puissance chimique se calcule en divisant la puissance utile par le rendement, soit 110/0,30≈366,67 kW110/0{,}30\approx366{,}67\ \mathrm{kW}. La valeur de 110 kW110\ \mathrm{kW} correspond à la puissance récupérée, et non à la puissance fournie par le carburant.

2. Quelle énergie chimique est produite pendant une durée de 1 h1\ \mathrm{h} lorsque la puissance chimique vaut 366,67 kW366{,}67\ \mathrm{kW} ?

Environ 366,67 kWh366{,}67\ \mathrm{kWh}
Environ 0,30 kWh0{,}30\ \mathrm{kWh}
Environ 110 kWh110\ \mathrm{kWh}
Environ 366,67 kW366{,}67\ \mathrm{kW}

Environ $$366{,}67\ \mathrm{kWh}$$

Explication

L’énergie chimique est le produit de la puissance par la durée, donc Echimique=366,67×1≈366,67 kWhE_{chimique}=366{,}67\times1\approx366{,}67\ \mathrm{kWh}. Le kilowatt mesure une puissance, tandis que le kilowattheure mesure une énergie accumulée pendant une durée.

3. Quel volume de carburant est nécessaire pour fournir 366,67 kWh366{,}67\ \mathrm{kWh} d’énergie chimique si chaque litre contient 9,98 kWh9{,}98\ \mathrm{kWh} ?

Environ 3,68 L3{,}68\ \mathrm{L}
Environ 366,67 L366{,}67\ \mathrm{L}
Environ 36,75 L36{,}75\ \mathrm{L}
Environ 46,65 L46{,}65\ \mathrm{L}

Environ $$36{,}75\ \mathrm{L}$$

Explication

Le volume se calcule par V=Echimique/(E/L)V=E_{chimique}/(E/L), ce qui donne 366,67/9,98≈36,75 L366{,}67/9{,}98\approx36{,}75\ \mathrm{L}. Diviser par une valeur énergétique plus grande ne conduit pas à conserver directement la valeur de l’énergie en litres.

4. Dans la chaîne énergétique d’une voiture, que devient principalement l’énergie chimique fournie par le carburant ?

Elle est transformée en énergie électrique avant d’être transmise aux roues
Elle est convertie en énergie mécanique aux roues, avec des pertes thermiques
Elle est convertie en énergie thermique aux roues, avec des pertes mécaniques
Elle est conservée sous forme chimique dans le moteur, sans transformation notable

Elle est convertie en énergie mécanique aux roues, avec des pertes thermiques

Explication

Le moteur transforme l’énergie chimique du carburant en énergie mécanique transmise aux roues, tandis qu’une partie est dissipée sous forme thermique. L’énergie thermique représente une perte, alors que l’énergie mécanique constitue l’énergie utile pour le déplacement.

5. Un moteur fonctionne à une puissance constante de 80 kW80\ \mathrm{kW} pendant 2 h2\ \mathrm{h}. Quelle énergie fournit-il ?

82 kWh82\ \mathrm{kWh}
160 kWh160\ \mathrm{kWh}
40 kWh40\ \mathrm{kWh}
160 kW160\ \mathrm{kW}

$$160\ \mathrm{kWh}$$

Explication

La relation E=P×ΔtE=P\times\Delta t donne E=80×2=160 kWhE=80\times2=160\ \mathrm{kWh}. La division de l’énergie par la durée sert à déterminer la puissance, et l’unité kW\mathrm{kW} seule ne décrit pas une énergie.

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Quelle formule exprime la puissance chimique en fonction de la puissance utile et du rendement ?

Pchimique=Putile0,30P_{chimique}=\frac{P_{utile}}{0{,}30}

Comment calcule-t-on l’énergie chimique produite pendant une durée donnée ?

Echimique=Pchimique×ΔtE_{chimique}=P_{chimique}\times\Delta t

Quelle formule permet de calculer le volume de carburant nécessaire ?

V=EchimiqueE/LV=\frac{E_{chimique}}{E/L}

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