Complément : Document n°1 : Établir un bilan énergétique
Pour établir un bilan énergétique, il faut :
définir le système macroscopique étudié.
relever la nature des transferts énergétiques (par travail mécanique ou électrique \(W\) ou par transfert thermique \(Q\)) entre ce système et l'extérieur.
repérer le sens de ces transferts et leur attribuer un signe positif si le système reçoit de l'énergie ou négatif s'il en perd.
Dans des rectangles, on écrit le nom du réservoir qui contient une énergie.
Dans des ovales, on écrit le nom du convertisseur d'énergie.
Entre ces éléments, on traces des segments fléchés (un seul sens possible) sur lesquels on écrit le type d'énergie transférée en précisant si elle est reçue ou perdue :
Transfert (ou énergie) thermique noté \(Q\) ;
Travail électrique noté \(W_{e\ell}\) ;
Travail mécanique noté \(W_{e\ell}\) ;
Énergie de rayonnement notée \(E_{ray}\) ;
Complément : Document n°2 : Rendement d'un convertisseur d'énergie
Le rendement \(\mathbf{r}\) est défini par :
Le rendement est généralement exprimé en pourcentage.
Exercice n°1⚓
Un chauffe-eau solaire est constitué d'un capteur solaire chauffant l'eau du circuit primaire. Un moteur électrique d'appoint peut aussi être utilisé en cas d'absence de Soleil.
Question⚓
Q2. Sans utiliser son moteur d'appoint, l'eau circulant dans le circuit primaire reçoit, en une heure, un transfert thermique par rayonnement du Soleil d'une valeur de \(\mathrm{7,9\cdot 10^6 \;J}\). Les 200 L d'eau contenus dans le chauffe-eau passent alors de \(\mathrm{T_1=15\,^\circ \text{C}}\) à \(\mathrm{T_2=22\,^\circ \text{C}}\). Déterminer le rendement du chauffe-eau.
Données : Capacité thermique massique de l'eau : \(c_{eau}=4,2 \;\mathrm{kJ.kg.K^{-1}}\)
(Résultat attendu : \(Q=5,9\cdot 10^3 \;\mathrm{kJ}\) et \(r=78\; \%\))
Exercice n°2⚓
Réaliser le bilan thermique des \(\left\{ \text{systèmes} \right\}\). ci-dessous.
