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Physique
Secondaire 4 • 21 avril 2021
Un appareil électronique consomme 4,1 kW durant une semaine. Il dissipe 230 W par jour en chaleur, perd 2000 kW par semaine dû à la lumière qu'il émet et perd 50 kW par jour pour une autre cause mystérieuse. Quelle quantité d'énergie est utilisée pour les fonctions de calcul de l'appareil électronique et quelle est son pourcentage d'efficacité?

Explication (1)

Explication d’Alloprof
21 avril 2021
Merci pour ta question!

L'essentiel de ta question se résume au concept de la loi de la conservation de l'énergie. Selon celle-ci, dans un système fermé, l'énergie sera toujours la même puisqu'elle n'est jamais créée ni détruite, mais simplement transformée.

Plus précisément, on connait l'énergie totale, mais on ne connait pas l'énergie utile de l'appareil :
• Énergie totale = 4,1 kW par semaine
On connait les pertes énergétiques de différentes fonctions. Il faut parfois les multiplier pour obtenir des valeurs pour toute la semaine :
• Pour la chaleur : 230Wsemaine1kW1000W7jourssemaine=1,61kW\frac{230\:W}{semaine}•\frac{1\:kW}{1000\:W}•\frac{7\:jours}{semaine}=1,61kW
• Pour la lumière (je présume que tu veux dire 2 kW et non 2000 kW, sinon, le problème ne fait aucun sens ;) ) : 2 kW par semaine
• Pour un autre cause mystérieuse (ici je présume que tu veux dire 0,05 kW et non 50 kW sinon le problème ne fait pas de sens ;) ) : 0,05kW7jourssemaine=0,35kWparsemaine0,05\:kW•\frac{7\:jours}{semaine}=0,35\:kW\:par\:semaine

On sait que la somme de l'énergie est égale à 4,1 kW. Donc :
4,1kW=1,61kW+2kW+0,35kW+x4,1\:kW=1,61\:kW+2\:kW+0,35\:kW+x
où x représente la quantité d'énergie utile
On isole x et on trouve que x = 0,14 kW

Sachant cela, on peut répondre à la deuxième question :
%efficace=eˊnergieutileeˊnergietotale100\%_{efficace}=\frac{énergie\:utile}{énergie\:totale}•100%
=0,14kW4,1kW100%3,41%=\frac{0,14\:kW}{4,1\:kW}•100\%≈3,41\%

Cette fiche du site d'Alloprof risque de t'aider aussi : https://www.alloprof.qc.ca/fr/eleves/bv/sciences/la-conservation-de-l-energie-s1090

Voilà!
N'hésite pas si tu as d'autres questions!