QCM : Énergie et transformations (5 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Lors d’une transformation énergétique dans un système isolé, quelle affirmation exprime le principe de conservation de l’énergie ?

De l’énergie apparaît dès qu’une nouvelle forme est produite.
La quantité totale d’énergie reste constante, même si ses formes changent.
La quantité totale d’énergie augmente grâce aux échanges internes.
Une partie de l’énergie disparaît lorsque sa forme change.

La quantité totale d’énergie reste constante, même si ses formes changent.

Explication

La conservation signifie que l’énergie totale ne disparaît pas et ne se crée pas au cours d’une transformation : elle change de forme. Dire qu’elle disparaît confond transformation et perte, tandis que l’apparition ou l’augmentation d’énergie confond transformation et création.

2. Une résistance électrique chauffe une casserole d’eau. Quelle analyse relie correctement la forme d’énergie à son phénomène d’origine, à un effet observable et à une utilisation ?

L’énergie cinétique de l’eau alimente la résistance, la casserole chauffe et l’appareil sert à cuire.
L’énergie électrique alimente la résistance, l’eau se réchauffe et cet échauffement est l’utilisation de l’appareil.
L’énergie électrique alimente la résistance, l’eau se réchauffe et l’appareil sert à cuire.
L’énergie thermique alimente le courant, l’eau se réchauffe et l’appareil sert à cuire.

L’énergie électrique alimente la résistance, l’eau se réchauffe et l’appareil sert à cuire.

Explication

L’énergie électrique est fournie à la résistance, et l’échauffement de l’eau est un effet observable de sa transformation ; la cuisson correspond à l’utilisation de l’appareil. L’énergie thermique désigne ici plutôt l’effet obtenu, l’énergie cinétique n’est pas l’origine décrite, et l’échauffement ne se confond pas avec l’usage.

3. Pour préparer un bilan énergétique, une technicienne doit exprimer 2,5 kJ2{,}5\,\text{kJ} en joules. Quelle valeur doit-elle inscrire ?

2500 J2500\,\text{J}
2,5 J2{,}5\,\text{J}
0,0025 J0{,}0025\,\text{J}
250 J250\,\text{J}

$$2500\,\text{J}$$

Explication

Un kilojoule vaut mille joules : 2,5×1000=2500 J2{,}5\times1000=2500\,\text{J}. La valeur 0,0025 J0{,}0025\,\text{J} inverse le sens de conversion, 250 J250\,\text{J} applique un facteur cent, et 2,5 J2{,}5\,\text{J} omet la conversion.

4. Un appareil transfère 600 J600\,\text{J} en 20 s20\,\text{s}. Quelle puissance moyenne délivre-t-il ?

0,033 W0{,}033\,\text{W}
12000 W12000\,\text{W}
2 W2\,\text{W}
30 W30\,\text{W}

$$30\,\text{W}$$

Explication

La puissance est l’énergie transférée par unité de temps : P=E/t=600/20=30 WP=E/t=600/20=30\,\text{W}. 12000 W12000\,\text{W} résulte d’une multiplication, 0,033 W0{,}033\,\text{W} inverse le rapport, et 2 W2\,\text{W} correspond à une conversion erronée de la durée en minutes.

5. Un dispositif reçoit 500 J500\,\text{J} d’énergie et en fournit 350 J350\,\text{J} sous la forme recherchée. Quel est son rendement ?

70 %70\,\%
30 %30\,\%
143 %143\,\%
150 J150\,\text{J}

$$70\,\%$$

Explication

Le rendement est le rapport de l’énergie utile à l’énergie reçue : 350/500=0,70350/500=0{,}70, soit 70 %70\,\%. Le résultat supérieur à cent pour cent inverse le rapport, 30 %30\,\% correspond à la part perdue, et 150 J150\,\text{J} est une différence d’énergies, pas un rendement.

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Quel principe de conservation le cours demande-t-il de connaître pour l’énergie ?

L’énergie se conserve.

Que faut-il expliquer pour chaque forme d’énergie étudiée ?

Son origine, ses effets observables et ses utilisations.

Quelles unités d’énergie le cours demande-t-il de connaître ?

Les unités d’énergie.

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