Calcul du Rendement Énergétique
Comprendre le Calcul du Rendement Énergétique
Une voiture électrique utilise une batterie pour se déplacer. Lors d’un test, cette voiture parcourt une distance de 150 km en utilisant l’énergie stockée dans sa batterie.
Les caractéristiques de la batterie indiquent qu’elle a une capacité énergétique de 54 kWh (kilowatt-heure).
Toutefois, en raison de divers facteurs tels que la résistance de l’air, le frottement des pneus, et l’efficacité du moteur, seule une partie de l’énergie stockée dans la batterie est effectivement utilisée pour le mouvement de la voiture.
On estime que la voiture a besoin d’une énergie de 180 MJ (mégajoules) pour parcourir cette distance de 150 km.
Questions:
1. Calcul de l’énergie utilisée :
- Convertissez l’énergie consommée pour parcourir la distance (180 MJ) en kWh afin de pouvoir la comparer à la capacité de la batterie.
2. Calcul du rendement énergétique
3. Interprétation :
- Quel pourcentage de l’énergie totale stockée dans la batterie est effectivement utilisé pour le déplacement de la voiture?
- Expliquez pourquoi il n’est pas possible d’atteindre un rendement énergétique de 100%.
Correction : Calcul du Rendement Énergétique
1. Conversion de l’énergie utilisée en kWh
L’énergie utilisée pour parcourir la distance est donnée en mégajoules (MJ). Pour la convertir en kilowatt-heures (kWh), nous utilisons la relation \(1 \, \text{kWh} = 3,6 \, \text{MJ}\). Ainsi, pour une énergie utilisée de 180 MJ :
\[ E_{\text{utile}} = \frac{180 \, \text{MJ}}{3,6 \, \text{MJ/kWh}} \] \[ E_{\text{utile}} = 50 \, \text{kWh} \]
2. Calcul du rendement énergétique
Le rendement énergétique est calculé à l’aide de la formule :
\[ \eta = \frac{E_{\text{utile}}}{E_{\text{totale}}} \times 100 \]
où \(E_{\text{utile}} = 50 \, \text{kWh}\) est l’énergie utilisée pour le mouvement de la voiture, et \(E_{\text{totale}} = 54 \, \text{kWh}\) est l’énergie totale fournie par la batterie.
En substituant ces valeurs dans la formule, nous obtenons :
\[ \eta = \frac{50}{54} \times 100 \] \[ \eta \approx 92,59\% \]
3. Interprétation:
Le calcul montre que seulement environ 92,59% de l’énergie totale stockée dans la batterie est effectivement utilisée pour le déplacement de la voiture.
Ce résultat illustre que malgré les avancées technologiques, il y a toujours des pertes d’énergie dues à divers facteurs comme la résistance de l’air, le frottement des pneus, et les inefficacités du moteur et de la transmission de l’énergie.
Atteindre un rendement énergétique de 100% est impossible en pratique à cause de ces pertes inévitables et des principes de la thermodynamique qui gouvernent les conversions d’énergie.
Calcul du Rendement Énergétique
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