Screencasts avec résolutions de problèmes de physique: énergie

Vous pouvez également consulter la page "Energy" avec des ebooks et exercices sur l'énergie (en anglais)

Méthanol

Le méthanol a un pouvoir calorifique de 15740 kJ/l. On veut élever la température de 100 litres d'eau de 20° à 80°C.
a) Calculer la quantité d'énergie nécessaire pour faire cette augmentation de température.
b) Calculer la quantité de méthanol utilisée avec un réchaud, si le rendement thermique est de 30%.
c) Evaluer les principales pertes d'énergie.
 
Pour effectuer cet exercice vous devez utiliser la relation suivante qui donne la quantité Q d'énergie nécessaire pour élever la température de Δt d'une masse m de matière qui possède un coefficient c de chaleur spécifique: 
Pour l'eau le coefficient c = 4180 J/kg.°C

Panneaux solaires et pompe  chaleur

Au Mexique la société Sofretes utilise des panneaux solaires à effet de serre couplés avec une pompe à chaleur. Pour 1500 m2 d'insolation, la puissance obtenue est de 25kW.
a) Calculer la surface qu'il faudrait pour obtenir la puissance d'une centrale nucléaire de 1200 MW.
b) Sachant que le rayonnement solaire dans cette région apporte en moyenne 900 W/m2, calculer le rendement d'une telle installation.

Projet futuriste: production énergie par satellite 

 Un projet futuriste prévoit de construire un satellite de 10000 tonnes, en orbite géostationnaire et équipé de panneaux solaires à photopile d'environ 11,5 km sur 4,5 km et ayant un rendement de 18%.
a) Quelle serait la puissance transmise sur Terre par micro-ondes, si à cette altitude, 1 m2 de panneaux reçoit 1400W de puissance rayonnante?
b) Quelle serait la puissance disponible si la transmission par micro-ondes à un rendement de 82%.
c) Cette structure équivaut à combien de centrale nucléaire de 1100 MW ?

Le barrage d'Assouan

Le barrage d'Assouan a une surface de 5000 km2 pour une production annuelle de 1010kW.h. 
Imaginons que l'on souhaite remplacer cette production par des photopiles dont le rendement est de 10%. L'ensoleillement moyen est de 290 Jours/an avec une puissance moyenne de 900W/m2. 
a) Quelle surface serait nécessaire pour obtenir la même production par "panneaux solaires" (photopiles)?
​b) Pour 2570 kW.h/an  il faut un investissement de 18000 € (pour un particulier). Rechercher le prix de l’installation équivalente à la production du barrage d’Assouan ?