Calcul du Rendement Énergétique

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

D’autres exercices de physique premiere:

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Vitesse et Freinage des Voitures Électriques

Vitesse et Freinage des Voitures Électriques Comprendre la Vitesse et Freinage des Voitures Électriques Dans le cadre d'une étude visant à promouvoir la sécurité routière et l'adoption des véhicules électriques, une entreprise spécialisée dans la fabrication de ces...

Calcul de la Force Gravitationnelle sur Mars

Calcul de la Force Gravitationnelle sur Mars Comprendre le Calcul de la Force Gravitationnelle sur Mars Vous êtes un ingénieur en mission spatiale planifiant une future colonie sur Mars. Vous devez calculer la force gravitationnelle exercée sur différents objets pour...

Énergie Potentielle et Cinétique

Énergie Potentielle et Cinétique Comprendre l'Énergie Potentielle et Cinétique Un skateboarder décide de descendre une rampe inclinée dans un skatepark. Il commence à partir du sommet de la rampe sans vitesse initiale. La rampe a une hauteur de 5 mètres et est...

Diffraction à travers une fente simple

Diffraction à travers une fente simple Correction sur la Diffraction à travers une fente simple Une lumière monochromatique de longueur d'onde \( \lambda \) est dirigée perpendiculairement sur une fente étroite de largeur \( a \). Sur un écran placé à une distance \(...

Mouvement d’une boîte sur un plan incliné

Mouvement d'une boîte sur un plan incliné Comprendre le Mouvement d'une boîte sur un plan incliné Une boîte de masse \(m = 5\, \text{kg}\) est placée sur un plan incliné rugueux faisant un angle \(\theta = 30^\circ\) avec l'horizontale. Le coefficient de frottement...

Calculer l’Accélération d’un Véhicule

Calculer l'Accélération d'un Véhicule Comprendre comment Calculer l'Accélération d'un Véhicule Une voiture de masse \( m = 1200 \, \text{kg} \) accélère sur une route rectiligne. La voiture est soumise à plusieurs forces : une force motrice de 5000 N, une force de...

Calcul de l’Énergie Électrique

Calcul de l'Énergie Électrique Comprendre le Calcul de l'Énergie Électrique Un élève souhaite calculer la consommation énergétique et le coût associé de l'utilisation de son ordinateur portable. Les informations suivantes sont fournies : La puissance nominale de...

Calcul de la Diffraction à travers une Fente

Calcul de la Diffraction à travers une Fente Comprendre le Calcul de la Diffraction à travers une Fente Dans un laboratoire de physique, un faisceau laser monochromatique de longueur d'onde \(\lambda = 650 \, \text{nm}\) (nanomètres) est dirigé perpendiculairement sur...

Calcul du Rendement Énergétique d’une Ampoule

Calcul du Rendement Énergétique d'une Ampoule Comprendre le Calcul du Rendement Énergétique d'une Ampoule Une ampoule LED est utilisée pour éclairer une pièce. L'ampoule consomme 15 Watts d'électricité (c'est l'énergie consommée) et a une puissance lumineuse de 1350...

Application des Lois de Newton

Application des Lois de Newton Comprendre l'Application des Lois de Newton Un objet de masse m = 10 kg est posé sur une surface horizontale sans frottement. Une force horizontale F = 40N est appliquée sur l'objet. Questions : Première Loi de Newton (Loi d'inertie) :...