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Série
L
Sujet
de juin 2002
Partie
2
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Enjeux
planétaires énergétiques
La
production d'énergie électrique
La cogénération
permet à partir d'un seul combustible fossile, la production simultanée
d'énergie électrique et de chaleur.
- Première
production : l'énergie mécanique produite par une turbine
est utilisée pour entraîner un alternateur produisant de
l'électricité.
- Deuxième
production: la récupération d'énergie thermique au
niveau du condenseur permet d'alimenter un réseau de chauffage
(production d'eau chaude pour le chauffage de diverses installations).
La cogénération a un rendement global nettement plus élevé
que celui résultant de systèmes séparés.
Question
1 - La centrale thermique de cogénération (0,75 point) Saisir
des informations
1-1 Quel est le
rôle principal d'une centrale thermique?
1-2 Quelle particularité
une centrale thermique de cogénération présente-t-elle
par rapport à une centrale thermique classique ?
Question
2 - Etude de deux éléments de la centrale (2,25 points)
Mobiliser ses connaissances
La
chaudière
2-1 II se produit
une combustion dans la chaudière (document 1). Donner trois exemples
de combustibles fossiles possibles.
2-2 Quel est le
gaz nécessaire à la combustion du combustible?
2-3 Lors de cette
réaction, quels sont les deux principaux produits de combustion
formés ?
Le
condenseur
2-4 Indiquer l'état
physique sous lequel se trouve l'eau dans chacune des deux parties 1
et 2 de la centrale thermique du document 1.
2-5 Quel changement
d'état physique le condenseur permet-il de réaliser?
Question
3 - L'énergie (2 points) Saisir des informations. Analyser
3-l Quel est le
rôle de la turbine?
3-2 Quelle est la
conversion d'énergie effectuée par l'alternateur ?
3-3 Dans le document
2, on utilise l'unité "kWh" : écrire en toutes
lettres le nom de l'unité dont le symbole est "kWh".
Est-ce une unité d'énergie ou de puissance ?
3-4 Dans le document
2, le rendement R de la cogénération n'est pas donné.
Le calculer.
La
réduction de l'émission des gaz à effet de serre
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Document 3
Aujourd'hui,
on sait que les gaz à effet de serre piègent la chaleur
à la surface de la Terre, produisant un réchauffement
de la planète et par conséquent une modification des
climats. Que faire pour préserver ces derniers ? Depuis 1850,
c'est-à-dire depuis le début de l'ère industrielle,
la concentration en dioxyde de carbone dans l'atmosphère
a augmenté de presque un tiers essentiellement à cause
de l'utilisation des combustibles fossiles. Les activités
humaines rejettent plusieurs gaz à effet de serre dans l'atmosphère,
tels le méthane, le dioxyde d'azote et surtout le dioxyde
de carbone. Actuellement, les combustibles fossiles fournissent
plus de 85 pour cent de l'énergie dans le monde. Pour réduire
la quantité de gaz à effet de serre émise dans
l'atmosphère par les centrales thermiques, on peut par exemple,
soit utiliser l'énergie de façon plus rentable (la cogénération),
soit remplacer les combustibles fossiles par des sources d'énergie
renouvelables (énergie éolienne et énergie
solaire) ou par l'énergie nucléaire.
D'après
Pour la Science, avril 2000
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Question
4 - Les gaz à effet de serre (2 points) Saisir des informations.
Utiliser ses connaissances
4-l La combustion
des combustibles fossiles dégage des gaz dits "à
effet de serre". Quel est le principal gaz responsable de l'effet
de serre ?
4-2 L'augmentation
de la production des gaz à effet de serre est néfaste
pour la planète. Dire pourquoi.
4-3 Relever deux
solutions proposées dans le texte pour limiter la production
des gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
4-4 L'énergie
nucléaire permet de remplacer les combustibles fossiles. Cependant,
cette forme d'énergie présente aussi des inconvénients
: en citer un.
4-5 Dans le texte,
il est fait référence aux centrales thermiques. Donner
un autre exemple d'activité humaine, utilisant des combustibles
fossiles et contribuant de façon importante à la détérioration
de la qualité de l'air.
Partie
1 physique-chimie - Partie 1 SVT - Partie
2
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