Chapitre 7 : Exercices - Introduction à la notion d'énergie

Chapitre 7 : Exercices - Introduction à la notion d’énergie

Exercice 1 : Tri des sources d’énergie de la nature

Dans le cadre de la transition énergétique, une commune souhaite modifier ses installations pour réduire son impact environnemental. Elle étudie plusieurs ressources disponibles : le gaz naturel, le vent, le charbon, le rayonnement solaire, le bois et le pétrole.

1. Classer ces six ressources en deux catégories distinctes : les sources d’énergie renouvelables et les sources d’énergie non renouvelables.
2. Définir scientifiquement ce qu’est une source d’énergie renouvelable.
3. Quel gaz à effet de serre est massivement libéré lors de la combustion des ressources non renouvelables fossiles ? Quel est l’impact de ce gaz sur le climat mondial ?

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Exercice 2 : Bilan énergétique et nutrition

Sur l’emballage d’un paquet de céréales de laboratoire, un élève lit les informations nutritionnelles suivantes pour une portion de $30\ \text{g}$ :

• Valeur énergétique : $120\ \text{kcal}$ (kilocalories).

1. Quelle forme d’énergie est stockée au cœur des aliments et des nutriments ?
2. Sachant qu’une calorie ($\text{cal}$) vaut environ $4,18\ \text{Joules}$ ($\text{J}$), calculer la valeur énergétique d’une portion de ces céréales exprimée en Joules ($\text{J}$), puis en kilojoules ($\text{kJ}$). Détailler le calcul.
3. Si un adolescent consomme cette portion de céréales avant de réaliser une course à pied, décrire les deux formes principales en lesquelles son corps (le convertisseur) va transformer cette énergie chimique.

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Exercice 3 : Construction de chaînes énergétiques

Pour chaque dispositif technique décrit ci-dessous, dessiner de manière textuelle la chaîne énergétique complète en respectant strictement les formes géométriques du cours (Rectangles pour les réservoirs, Ovals pour les convertisseurs, Flèches pour les énergies).

1. Dispositif A (Le panneau solaire) : Un panneau solaire photovoltaïque reçoit la lumière du Soleil et la transforme en électricité pour alimenter une maison, tout en chauffant sous les rayons.
2. Dispositif B (La lampe de bureau) : Une lampe LED branchée sur une prise reçoit de l’énergie électrique du réseau EDF. Elle produit de la lumière pour éclairer la pièce, mais une petite partie de l’énergie est perdue sous forme de chaleur.

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Exercice 4 : L’empreinte écologique du numérique

« Le visionnage d’une vidéo en haute définition sur une plateforme de streaming nécessite l’activation d’une antenne relais, le transport des données à travers des câbles et le fonctionnement continuel de serveurs géants au sein de Data Centers qui surchauffent et doivent être refroidis par d’immenses ventilateurs. »

1. Définir le terme “empreinte carbone”.
2. Quelle forme d’énergie est consommée de manière massive par les infrastructures informatiques et les Data Centers ?
3. Citer deux éco-gestes simples que chaque citoyen peut appliquer pour réduire le coût énergétique lié à l’utilisation du numérique.