1ere STI2D - STL

Physique - Chimie DS n°1 Date : ........................
Nom et prénom :
................................................................ Classe :
1èreSTI2D |Note : |Observations : |
| | |
| | |
|20 | | détail par compétence mise en jeu :
|Connaître : |Puiss-énergie : |Échelle Temp.: |Capa-thermique : |
|......./ 2,5 |....../ 8,5 |...... / 6 |...../ 3 |
|% de réussite % | % | % | % |
Les réponses doivent être justifiées et les calculs détaillés. Ne pas
oublier les phrases réponses...
| |C|P|T|Ca|
|Exercice 1 : Cocher la ou les réponses exactes |½| | | |
|(2,5 points) | | | | |
|L'énergie se mesure en : | | | | |
|? en Watt ? en Wattheure ? en Joule | | | | |
|La puissance échangée est donnée par la relation : |½| | | |
|? [pic] ? [pic] ? [pic] | | | | |
|L'énergie interne d'un solide ou d'un liquide : | | | |½ |
|? diminue si sa température augmente ? ne dépend pas de sa | | | | |
|température | | | | |
|? augmente si sa température augmente | | | | |
|La capacité calorifique massique d'un corps correspond : |½| | | |
|? à l'énergie qu'il faut fournir pour élever 1 kg de ce corps d'une | | | | |
|température de 1 K | | | | |
|? à l'énergie qu'il faut fournir pour garder sa température constante | | | | |
|? à l'énergie qu'il faut fournie pour élever sa température de 1K pendant| | | | |
|1 s. | | | | |
|Si un système de masse m et de capacité thermique massique c subit une |½| | | |
|variation de température ?T, alors son énergie interne varie d'une | | | | |
|quantité : | | | | |
|? [pic] ? [pic] ? [pic] | | | | |
|Exercice 2 : Puissance d'appareils domestiques | |1| | |
|(1 point) | | | | |
|Compléter le tableau en indiquant la puissance d'appareils domestiques à | | | | |
|partir de la liste ci contre : 9 W ; 80 W ; 750 W ; 1800 W ; 25 000 W. | | | | |
|Appareil | | | | |
|sèche-cheveux | | | | |
|four micro-onde | | | | |
|ordinateur | | | | |
|lampe basse consommation | | | | |
|chaudière à gaz | | | | |
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|puissance | | | | |
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|Exercice 3 : Mesures de température | | |1| |
|(6 points) | | | | |
|Donner le nom de deux instruments de mesure de température. Préciser sur | | |1| |
|quel principe chacun fonctionne. | | | | |
|Que se passe-t-il, au niveau microscopique, lorsqu'on chauffe un corps ? | | |½| |
|À Quelle température toutes les particules d'un corps sont-elles | | |½| |
|immobiles ? | | | | |
|Quelle est le nom des deux échelles de température vues en classe ? | | |1| |
|Convertir les températures suivantes en K : 30°C et -10 °C | | |1| |
|Convertir les températures suivantes en °C : 100 K et 450 K | | |1| |
| |C|P|T|Ca|
|Exercice 4 : La consommation d'un lave-linge | |½| | |
|(5 points) | | | | |
|Un lave-linge comprend : | |½| | |
|une résistance électrique, de puissance P1 = 1700 W, pour chauffer l'eau | | | | |
|du lave-linge, | | | | |
|un moteur pour faire tourner le tambour, de puissance P2=130 W pour le | | | | |
|lavage, et P3=170 W pour l'essorage. | | | | |
|Au cours d'un cycle à 40°C, la résistance électrique fonctionne pendant | | | | |
|17 minutes, le moteur pendant 43 minutes pour le lavage et 15 minutes | | | | |
|pour l'essorage. | | | | |
|Quelles sont les conversions d'énergie effectuées par la résistance | | | | |
|électrique et par le moteur ? | | | | |
|Convertir les durées de fonctionnement de la résistance électrique et du | |½| | |
|moteur, en heure. | | | | |
| | |½| | |
|Rappeler la formule qui lie ?E, P et ?t en précisant les unités pour |½|½| | |
|pouvoir calculer une énergie en kWh. | | | | |
|Calculer, en kWh, l'énergie électrique consommée par un lave-linge lors | |½| | |
|d'une cycle à 40°C. | | | | |
|La consommation d'énergie pour un cycle à 90°C est de 1,9 kWh. Comment | |½| | |
|peut-on justifier cette valeur bien supérieure à celle trouvée à la | | | | |
|question précédente ? | | | | |
|Sachant que 1 kWh est facturé 0,13 E en moyenne, combien coûte | |½| | |
|l'électricité consommée lors d'un tel cycle à 40°C ? à 90°C ? | | | | |
| | |½| | |
|Exercice 5 : Économie, qui a raison ? | |½| | |
|(1,5 points) | | | | |
|Monsieur et madame Dupont s'apprêtent à partir sept jours en vacances. M.| | | | |
|Dupont pense en effet que l'énergie nécessaire pour maintenir l'eau à | |½| | |
|bonne température est équivalente à l'énergie nécessaire, au retour, pour| | | | |
|mettre en route le chauffe-eau. Qui a raison ? | | | | |
|Données : | |½| | |
|la consommation journalière en mode d'entretien est de 1,5 kWh par 24 | | | | |
|heures ; | | | | |
|le chauffe-eau éteint, il faut 7 heures pour obtenir de l'eau à la bonne | | | | |
|température ; | | | | |
|plaque signalétique du chauffe-eau : 1800 W - 230 V - 50 Hz | | | | |
|Exercice 6 : Énergie interne | | | | |
|(1,5 point) | | | |½ |
|Calculer la variation d'énergie interne dans les cas suivants et préciser| | | | |
|s'il s'agit d'énergie consommée ou d'énergie dégagée : | | | | |
|150 L d'eau dans un ballon chauffé de 15°C à 60 °C. | | | | |
|Une plaque de fonte de 10 kg dont la température passe de 130 °C à 20 °C.| | | |½ |
| | | | | |
|Données : masse volumique de l'eau : 1,0 kg.L-1 | | | | |
|capacités thermiques massiques : eau : 4,2 x 103 J. kg-1.K-1 | | | | |
|fonte : 4,6 x 102 J. kg-1.K-1 | | | | |
|Lorsqu'on apporte de l'énergie thermique pour chauffer un matériau, sous | | | |½ |
|quelle forme est stockée l'énergie à l'intérieur du matériau ? | | | | |
|Exercice 7 : Amener de l'eau à ébullition | | | |½ |
|(2,5 points) | | | | |
|En utilisant les données de l'exercice précédent, calculer la masse en kg| | | | |
|de 3,0 L d'eau | | | | |
|En utilisant les données de l'exercice précédent, déterminer l'énergie | | | |½ |
|nécessaire pour amener 3,0 L d'eau de 20°C à 90°C. | | | | |
|La plaque de cuisson a une puissance de 5,0 kW. Quelle sera la durée | |½| | |
|nécessaire pour réaliser l'opération précédente ?