QCM : Énergie et transformations (11 questions)

Question 1

1. Un groupe électrogène alimente un appareil. Quelle chaîne décrit les transformations d’énergie dans le groupe, du carburant à la sortie de l’alternateur ?

Énergie mécanique, puis chimique, puis électrique

Énergie chimique, puis électrique, puis mécanique

Énergie chimique, puis mécanique, puis thermique

Énergie chimique, puis mécanique, puis électrique

Explication

Le moteur thermique transforme l’énergie chimique de l’essence et de l’air en énergie mécanique, puis l’alternateur convertit cette énergie mécanique en énergie électrique. L’ordre mécanique-chimique inverse les deux premières formes, l’alternateur ne produit pas ici l’énergie mécanique et l’énergie thermique n’est pas la sortie de l’alternateur.

Answer

Énergie chimique, puis mécanique, puis électrique

Question 2

2. Dans une installation éolienne, l’électricité produite par l’alternateur alimente ensuite un radiateur. Quelle forme d’énergie le radiateur fournit-il ?

Une énergie thermique

Une énergie mécanique

Une énergie rayonnante

Une énergie électrique

Explication

Dans cette chaîne, le radiateur transforme l’énergie électrique fournie par l’alternateur en énergie thermique. L’énergie mécanique correspond à la transmission par le rotor, l’énergie électrique est l’entrée du radiateur et l’énergie rayonnante est associée au Soleil dans l’exemple de la station solaire.

Answer

Une énergie thermique

Question 3

3. Un site reçoit une énergie solaire très variable au cours de la journée et veut disposer d’énergie lorsque cette source n’est pas disponible. Quelle raison justifie l’installation d’un dispositif de stockage ?

La source produit une quantité d’énergie constante

Le stockage rend la source disponible de façon continue

La source n’est pas disponible de façon continue

La source doit être convertie en une autre forme d’énergie

Explication

Le stockage est nécessaire lorsque certaines sources ne sont pas disponibles de façon continue, afin de conserver de l’énergie pour les périodes où elles ne fournissent pas d’énergie. Convertir une forme d’énergie relève d’une transformation, et un dispositif de stockage ne rend pas la source elle-même continue.

Answer

La source n’est pas disponible de façon continue

Question 4

4. Sous quelle forme une batterie stocke-t-elle l’énergie ?

Sous forme chimique

Sous forme mécanique de pesanteur

Sous forme électrostatique

Sous forme mécanique de rotation

Explication

Une batterie stocke l’énergie sous forme chimique. La rotation caractérise le volant d’inertie, la pesanteur le stockage par pompage et la forme électrostatique le supercondensateur.

Answer

Sous forme chimique

Question 5

5. Une installation stocke de l’énergie en pompant de l’eau vers un réservoir situé en hauteur, puis la restitue en laissant l’eau redescendre. Sous quelle forme l’énergie est-elle stockée ?

Sous forme mécanique de pesanteur

Sous forme chimique

Sous forme mécanique de rotation

Sous forme électrostatique

Explication

Une station de transfert d’énergie par pompage stocke l’énergie sous forme mécanique de pesanteur, liée à l’eau élevée dans le réservoir. La forme chimique correspond à une batterie, la rotation à un volant d’inertie et la forme électrostatique à un supercondensateur.

Answer

Sous forme mécanique de pesanteur

Question 6

6. On chauffe une masse de $0{,}80\ \text{kg}$ dont la température passe de $18\ ^\circ\text{C}$ à $68\ ^\circ\text{C}$ . Quelle expression permet de calculer l’énergie thermique reçue ?

Q=0{,}80\times c

Q=0{,}80\times c\times(68-18)

Q=0{,}80\times c\times68

Q=0{,}80\times c\times(18-68)

Explication

L’énergie thermique reçue se calcule avec $Q=m\cdot c\cdot\Delta\theta$ et $\Delta\theta=\theta_{final}-\theta_{initial}$ , soit ici $68-18$ . Employer la température finale seule omet la variation, inverser les températures donne une variation de signe contraire, et omettre cette variation rend le calcul incomplet.

Answer

$$Q=0{,}80\times c\times(68-18)$$

Question 7

7. Un appareil de puissance $1\,500\ \text{W}$ fonctionne pendant $180\ \text{s}$ . Quelle énergie consomme-t-il ?

8{,}33\ \text{J}

1\,500\ \text{J}

4\,500\ \text{J}

270\,000\ \text{J}

Explication

L’énergie consommée est $E=P\times t$ , donc $1\,500\times180=270\,000\ \text{J}$ . Diviser donne un rapport plutôt qu’une énergie, convertir en minutes sans adapter les unités conduit à un résultat erroné, et reprendre la puissance confond puissance et énergie.

Answer

$$270\,000\ \text{J}$$

Question 8

8. Une bouilloire reçoit $500\ \text{kJ}$ d’énergie électrique et transmet $425\ \text{kJ}$ à l’eau sous forme thermique. Quel est son rendement ?

118\ \%

85\ \%

75\ \%

0{,}85\ \%

Explication

Le rendement est le rapport de l’énergie thermique utile à l’énergie consommée : $\eta=425/500=0{,}85$ , soit $85\ \%$ . Inverser le rapport produit une valeur supérieure à 100 %, soustraire calcule une différence et laisser le rapport sous forme décimale ne donne pas le pourcentage demandé.

Answer

$$85\ \%$$

Question 9

9. Un onduleur fournit une puissance utile de $36\ \text{W}$ pour une puissance absorbée de $48\ \text{W}$ . Quel est son rendement ?

75\ \%

133{,}3\ \%

48\ \%

25\ \%

Explication

Le rendement de l’onduleur est $\eta=P_u/P_a$ : $36/48=0{,}75$ , soit $75\ \%$ . Inverser le rapport donne un rendement supérieur à 100 %, la soustraction calcule la puissance perdue et prendre la puissance absorbée comme numérateur ne respecte pas la définition du rendement.

Answer

$$75\ \%$$

Question 10

10. Sur une portion d’un relevé, l’énergie mesurée passe de $0{,}02\ \text{Wh}$ à $0{,}08\ \text{Wh}$ entre $60\ \text{s}$ et $180\ \text{s}$ . Quel coefficient directeur obtient-on pour $E=f(t)$ ?

4{,}4\times10^{-4}\ \text{Wh/s}

5{,}0\times10^{-4}\ \text{Wh/s}

6{,}7\times10^{-4}\ \text{Wh/s}

2{,}0\times10^{3}\ \text{s/Wh}

Explication

Le coefficient directeur vaut $m=\Delta E/\Delta t=(0{,}08-0{,}02)/(180-60)=0{,}06/120=5{,}0\times10^{-4}\ \text{Wh/s}$ . Inverser les variations donne des unités différentes, calculer avec les valeurs finales seules néglige les points de départ, et omettre la soustraction initiale surestime la variation d’énergie.

Answer

$$5{,}0\times10^{-4}\ \text{Wh/s}$$

Question 11

11. Pour estimer l’énergie mesurée au temps $t=100\ \text{s}$ à l’aide de la droite $E=0{,}42\times t+0{,}01$ , quelle valeur obtient-on ?

42{,}01

1{,}42

0{,}42

42

Explication

En remplaçant $t$ par $100$ dans l’équation, on obtient $E=0{,}42\times100+0{,}01=42{,}01$ . Omettre le terme constant donne 42, ajouter celui-ci avant la multiplication donne 1,42, et le coefficient directeur seul n’est pas l’énergie au temps demandé.

Answer

$$42{,}01$$

QCM : Énergie et transformations (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un groupe électrogène alimente un appareil. Quelle chaîne décrit les transformations d’énergie dans le groupe, du carburant à la sortie de l’alternateur ?

2. Dans une installation éolienne, l’électricité produite par l’alternateur alimente ensuite un radiateur. Quelle forme d’énergie le radiateur fournit-il ?

3. Un site reçoit une énergie solaire très variable au cours de la journée et veut disposer d’énergie lorsque cette source n’est pas disponible. Quelle raison justifie l’installation d’un dispositif de stockage ?

4. Sous quelle forme une batterie stocke-t-elle l’énergie ?

5. Une installation stocke de l’énergie en pompant de l’eau vers un réservoir situé en hauteur, puis la restitue en laissant l’eau redescendre. Sous quelle forme l’énergie est-elle stockée ?

6. On chauffe une masse de $0{,}80\ \text{kg}$ dont la température passe de $18\ ^\circ\text{C}$ à $68\ ^\circ\text{C}$ . Quelle expression permet de calculer l’énergie thermique reçue ?

7. Un appareil de puissance $1\,500\ \text{W}$ fonctionne pendant $180\ \text{s}$ . Quelle énergie consomme-t-il ?

8. Une bouilloire reçoit $500\ \text{kJ}$ d’énergie électrique et transmet $425\ \text{kJ}$ à l’eau sous forme thermique. Quel est son rendement ?

9. Un onduleur fournit une puissance utile de $36\ \text{W}$ pour une puissance absorbée de $48\ \text{W}$ . Quel est son rendement ?

10. Sur une portion d’un relevé, l’énergie mesurée passe de $0{,}02\ \text{Wh}$ à $0{,}08\ \text{Wh}$ entre $60\ \text{s}$ et $180\ \text{s}$ . Quel coefficient directeur obtient-on pour $E=f(t)$ ?

11. Pour estimer l’énergie mesurée au temps $t=100\ \text{s}$ à l’aide de la droite $E=0{,}42\times t+0{,}01$ , quelle valeur obtient-on ?

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QCM : Énergie et transformations (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un groupe électrogène alimente un appareil. Quelle chaîne décrit les transformations d’énergie dans le groupe, du carburant à la sortie de l’alternateur ?

2. Dans une installation éolienne, l’électricité produite par l’alternateur alimente ensuite un radiateur. Quelle forme d’énergie le radiateur fournit-il ?

3. Un site reçoit une énergie solaire très variable au cours de la journée et veut disposer d’énergie lorsque cette source n’est pas disponible. Quelle raison justifie l’installation d’un dispositif de stockage ?

4. Sous quelle forme une batterie stocke-t-elle l’énergie ?

5. Une installation stocke de l’énergie en pompant de l’eau vers un réservoir situé en hauteur, puis la restitue en laissant l’eau redescendre. Sous quelle forme l’énergie est-elle stockée ?

6. On chauffe une masse de 0,80 kg0{,}80\ \text{kg}0,80 kg dont la température passe de 18 ∘C18\ ^\circ\text{C}18 ∘C à 68 ∘C68\ ^\circ\text{C}68 ∘C. Quelle expression permet de calculer l’énergie thermique reçue ?

7. Un appareil de puissance 1 500 W1\,500\ \text{W}1500 W fonctionne pendant 180 s180\ \text{s}180 s. Quelle énergie consomme-t-il ?

8. Une bouilloire reçoit 500 kJ500\ \text{kJ}500 kJ d’énergie électrique et transmet 425 kJ425\ \text{kJ}425 kJ à l’eau sous forme thermique. Quel est son rendement ?

9. Un onduleur fournit une puissance utile de 36 W36\ \text{W}36 W pour une puissance absorbée de 48 W48\ \text{W}48 W. Quel est son rendement ?

10. Sur une portion d’un relevé, l’énergie mesurée passe de 0,02 Wh0{,}02\ \text{Wh}0,02 Wh à 0,08 Wh0{,}08\ \text{Wh}0,08 Wh entre 60 s60\ \text{s}60 s et 180 s180\ \text{s}180 s. Quel coefficient directeur obtient-on pour E=f(t)E=f(t)E=f(t) ?

11. Pour estimer l’énergie mesurée au temps t=100 st=100\ \text{s}t=100 s à l’aide de la droite E=0,42×t+0,01E=0{,}42\times t+0{,}01E=0,42×t+0,01, quelle valeur obtient-on ?

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6. On chauffe une masse de $0{,}80\ \text{kg}$ dont la température passe de $18\ ^\circ\text{C}$ à $68\ ^\circ\text{C}$ . Quelle expression permet de calculer l’énergie thermique reçue ?

7. Un appareil de puissance $1\,500\ \text{W}$ fonctionne pendant $180\ \text{s}$ . Quelle énergie consomme-t-il ?

8. Une bouilloire reçoit $500\ \text{kJ}$ d’énergie électrique et transmet $425\ \text{kJ}$ à l’eau sous forme thermique. Quel est son rendement ?

9. Un onduleur fournit une puissance utile de $36\ \text{W}$ pour une puissance absorbée de $48\ \text{W}$ . Quel est son rendement ?

10. Sur une portion d’un relevé, l’énergie mesurée passe de $0{,}02\ \text{Wh}$ à $0{,}08\ \text{Wh}$ entre $60\ \text{s}$ et $180\ \text{s}$ . Quel coefficient directeur obtient-on pour $E=f(t)$ ?

11. Pour estimer l’énergie mesurée au temps $t=100\ \text{s}$ à l’aide de la droite $E=0{,}42\times t+0{,}01$ , quelle valeur obtient-on ?