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Nom : Groupe : Date : 1 Verdicts et diagnostics CHAPITRE 3 L’énergie et ses man

Nom : Groupe : Date : 1 Verdicts et diagnostics CHAPITRE 3 L’énergie et ses manifestations © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé. CORRIGÉ Observatoire / Guide 11801-B L’énergie et ses manifestations Verdict 1 QU’EST-CE QUE L’ÉNERGIE ? (p. 70-78) 1. Nommez la ou les formes d’énergie contenues dans chacune des sources d’énergie suivantes. Énergie électrique. Énergie chimique. Énergie élastique. Énergie solaire. CHAPITRE 3 CORRIGÉ Verdicts et diagnostics STE Questions 1 à 19, 25 à 29, A à E. A B C D Nom : Groupe : Date : 2 Verdicts et diagnostics CHAPITRE 3 L’énergie et ses manifestations © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé. CORRIGÉ Observatoire / Guide 11801-B 2. Dans chacun des exemples suivants, indiquez si l’énergie permet d’accomplir un travail ou de provoquer un changement. a) Une flaque d’eau qui s’évapore au soleil. Un changement. b) Une bûche qui brûle. Un changement. c) Une voiture qui se déplace sur la route. Un travail. d) Une personne qui monte un escalier. Un travail. 3. Pourquoi dit-on que la quantité d’énergie contenue dans l’Univers est constante ? 4. Indiquez si chacune des situations suivantes décrit un transfert, une transformation d’énergie ou les deux. a) L’énergie du soleil permet aux plantes d’effectuer la photosynthèse. b) L’énergie dégagée par un système de chauffage permet de réchauffer l’air dans une maison. c) Les centrales électriques produisent de l’électricité qui parvient ensuite jusqu’à nos maisons. d) Les aliments fournissent l’énergie dont nous avons besoin pour accomplir nos activités quotidiennes. 5. Pour effectuer un travail de 2400 J, une machine consomme 12 000 J. Quel est le rendement énergétique de cette machine ? 6. Une tasse d’eau bouillante peut-elle posséder plus de chaleur qu’un seau d’eau à 50 °C ? Expliquez votre réponse. Parce que, selon la loi de la conservation de l’énergie, l’énergie ne se perd pas et ne se crée pas. Donc la quantité totale d’énergie demeure constante. Une transformation d’énergie. Un transfert d’énergie. Une transformation d’énergie et un transfert d’énergie. Une transformation d’énergie. Forme d’énergie désirée Énergie consommée 2400 J 12 000 J Pas nécessairement, puisque la chaleur ne dépend pas seulement de la température, mais dépend aussi de la quantité de matière. Rendement énergétique =  100 =  100 = 20 % Nom : Groupe : Date : 3 Verdicts et diagnostics CHAPITRE 3 L’énergie et ses manifestations © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé. CORRIGÉ Observatoire / Guide 11801-B 7. Gabrielle fournit la même quantité de chaleur à quatre échantillons de matière, soit : • un morceau de bois ; • un morceau d’argent ; • un morceau de fer ; • un morceau de cuivre. Si chaque échantillon a la même masse et la même température au départ, lequel subira la plus grande variation de température ? Expliquez votre réponse. 8. Raphaël plonge un bloc de plomb de 100 g, chauffé à 155 C, dans 100 ml d’eau à 19 C. La température de l’eau s’élève à 24 C. En supposant qu’il n’y a pas de perte d’énergie dans l’environnement, calculez la capacité thermique massique du plomb. Étapes de la démarche Démarche de résolution de problème 1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle est la chaleur dégagée par le plomb puis absorbée par l’eau ? 2. Déterminer les différentes variables et leur valeur. Q = ? m = 100 g c = 4,19 J/g°C ∆T = 24 °C – 18 °C = 5 °C 3. Choisir la formule à utiliser. Q = mc∆T 4. Remplacer les variables par leur valeur et isoler l’inconnue. Q = 100 g  4,19 J/g°C  5 °C = 2095 J 5. Vérifier le résultat et répondre à la question du problème. La chaleur absorbée par l’eau est de 2095 J. Donc, celle qui provient du plomb est de  2095 J. C’est le morceau d’argent qui subira la plus grande variation de température puisque sa capacité thermique massique est la plus basse. Ainsi, il a besoin de moins d’énergie que les autres pour augmenter sa température de 1 °C. Nom : Groupe : Date : 4 Verdicts et diagnostics CHAPITRE 3 L’énergie et ses manifestations © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé. CORRIGÉ Observatoire / Guide 11801-B Étapes de la démarche Démarche de résolution de problème 1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle est la capacité thermique massique du plomb ? 2. Déterminer les différentes variables et leur valeur. Q = –2095 J m = 100 g c = ? ∆T = 24 °C – 155 °C = –131 °C 3. Choisir la formule à utiliser. Q = mc∆T 4. Remplacer les variables par leur valeur et isoler l’inconnue. –2095 J 100 g = 0,16 J/g°C 5. Vérifier le résultat et répondre à la question du problème. La capacité thermique massique du plomb est de 0,16 J/g°C. 9. On verse 250 ml d’eau dans un verre sortant du congélateur. Après quelque temps, on constate que la température de l’eau est passée de 18 °C à 12 °C. a) Quelle quantité de chaleur a été transférée entre l’eau et le verre ? Étapes de la démarche Démarche de résolution de problème 1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle quantité de chaleur a été transférée entre l’eau et le verre ? 2. Déterminer les différentes variables et leur valeur. Q = ? m = 250 g c = 4,19 J/g°C ∆T = 12 °C – 18 °C = –6 °C 3. Choisir la formule à utiliser. Q = mc∆T 4. Remplacer les variables par leur valeur et isoler l’inconnue. Q = 250 g  4,19 J/g°C  –6 °C = –6285 J  –131 °C c = Nom : Groupe : Date : 5 Verdicts et diagnostics CHAPITRE 3 L’énergie et ses manifestations © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé. CORRIGÉ Observatoire / Guide 11801-B 5. Vérifier le résultat et répondre à la question du problème. La chaleur transférée entre l’eau et le verre est de –6285 J. b) L’eau a-t-elle dégagé ou absorbé de l’énergie ? Expliquez votre réponse. c) Le verre a-t-il dégagé ou absorbé de l’énergie ? Expliquez votre réponse. 10. Un lanceur de base-ball envoie une balle d’environ 150 g à un autre joueur. Quelle est l’énergie cinétique de la balle si, au moment où elle est attrapée, sa vitesse est de 5 m/s ? Étapes de la démarche Démarche de résolution de problème 1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle est l’énergie cinétique de la balle ? 2. Déterminer les différentes variables et leur valeur. Ek = ? m = 0,5 kg v = 5 m/s 3. Choisir la formule à utiliser. Ek = 1 mv2 2 4. Remplacer les variables par leur valeur et isoler l’inconnue. Ek = 1  0,5 kg  (5 m/s)2 2 = 6,25 J 5. Vérifier le résultat et répondre à la question du problème. L’énergie cinétique de la balle au moment où elle est attrapée est de 6,25 J. 11. Un ascenseur soulève une personne de 60 kg du niveau du sol jusqu’au huitième étage. a) Sachant que cet étage se situe à 56 m du sol, quelle est l’énergie potentielle acquise par cette personne ? Étapes de la démarche Démarche de résolution de problème 1. Déterminer ce qu’on cherche. Quelle est l’énergie potentielle de la personne ? 2. Déterminer les différentes variables et leur valeur. Ep = ? m = 60 kg g = 9,8 N/kg h = 56 m L’eau a dégagé de l’énergie puisque sa température a diminué. Le verre a absorbé de l’énergie, parce que la chaleur passe toujours du milieu le plus chaud vers le milieu le plus froid. Nom : Groupe : Date : 6 Verdicts et diagnostics CHAPITRE 3 L’énergie et ses manifestations © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où le manuel Observatoire est utilisé. CORRIGÉ Observatoire / Guide 11801-B 3. Choisir la formule à utiliser. Ep = mgh 4. Remplacer les variables par leur valeur et isoler l’inconnue. Ep = 60 kg  9,8 N/kg  56 m Ep = 32 928 J 5. Vérifier le résultat et répondre à la question du problème. L’énergie potentielle acquise par la personne est de 32 928 J. b) D’où vient l’énergie potentielle acquise par cette personne ? 12. Jessica construit la maquette d’un circuit pour son petit frère. Elle dépose un autobus miniature de 0,5 kg au point A et lui donne une vitesse de 2 m/s. L’autobus parcourt tout le trajet sans nécessiter l’apport d’énergie extérieure. a) En négligeant le frottement, calculez l’énergie mécanique, l’énergie potentielle et l’énergie cinétique de l’autobus aux points A, B et C. Au point A Au point B Au point C 1 mv2 2 1 2 Ep = mgh = 0,5 kg  9,8 N/kg  0,5 m = 2,45 J Em = uploads/Industriel/ corrige-devoir-2.pdf