Watts, joules et kilowattheures (3e)

Chaque affirmation, vraie ou fausse, avec son explication.

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1. 1

   Deux appareils sont traversés par le même courant d'intensité 1 A : celui alimenté sous 230 V transfère plus d'énergie chaque seconde que celui alimenté sous 12 V.

   Vrai

   Avec P = U × I, à intensité égale, la puissance est proportionnelle à la tension. Sous 230 V, l'appareil transfère donc plus d'énergie chaque seconde que sous 12 V.

2. 2

   Le compteur électrique d'un foyer affiche la consommation en kilowattheures : comme cette unité n'appartient pas au Système international, cette énergie ne peut pas être convertie en joules.

   Faux

   Le kilowattheure n'appartient pas au Système international, mais on peut le convertir : il suffit de multiplier par 3,6 × 10⁶ pour obtenir une énergie en joules.

3. 3

   Une résistance chauffante de 1 000 W transforme 1 000 J d'énergie électrique en énergie thermique à chaque seconde.

   Vrai

   Un watt correspond à un joule transféré chaque seconde, et une résistance transforme l'énergie électrique en énergie thermique : 1 000 W représentent 1 000 J par seconde.

4. 4

   Un élève applique la relation P = U × I avec la tension en volts et l'intensité en ampères, et annonce un résultat en joules.

   Faux

   Avec la tension en volts et l'intensité en ampères, unités du Système international, P = U × I donne une puissance en watts. Le joule est l'unité d'énergie.

5. 5

   Un appareil utilisé trois fois plus longtemps consomme la même énergie si sa puissance est divisée par trois.

   Vrai

   E = P × t : si la durée est multipliée par 3 et la puissance divisée par 3, le produit et donc l'énergie restent identiques.

6. 6

   Dans une lampe de poche, ce sont les fils conducteurs qui fournissent l'énergie électrique ; la pile se contente de la guider vers la lampe.

   Faux

   L'énergie électrique est fournie par la pile, un système chimique capable d'en fournir ; les conducteurs, comme les fils, servent seulement à la transporter.

7. 7

   Dans une lampe, l'énergie électrique n'est pas transformée uniquement en rayonnement lumineux : une partie devient de l'énergie thermique.

   Vrai

   Une lampe transforme l'énergie électrique en rayonnement lumineux, mais aussi en énergie thermique : une lampe allumée depuis un moment devient chaude.

8. 8

   Si la facture de gaz d'un foyer est exprimée en kilowattheures, c'est que le fournisseur s'est trompé d'unité : le kWh ne sert qu'à l'électricité.

   Faux

   Le kilowattheure sert surtout à quantifier l'énergie électrique, mais il sert aussi à facturer le gaz combustible : une facture de gaz en kWh est normale.

9. 9

   Le symbole du kilowattheure s'écrit kWh et non kW/h, car cette unité correspond au produit d'une puissance par une durée.

   Vrai

   L'énergie s'obtient en multipliant la puissance par la durée : le kilowattheure est un produit, ce que traduit l'écriture kWh, et non un quotient kW/h.

10. 10

    Le watt et le joule mesurent en réalité la même grandeur : un watt est simplement égal à un joule.

    Faux

    Le watt est l'unité de puissance et le joule l'unité d'énergie : un watt correspond à un joule transféré chaque seconde, ce sont deux grandeurs différentes.

11. 11

    À puissance constante, un appareil qui fonctionne pendant une minute transfère soixante fois plus d'énergie que pendant une seconde.

    Vrai

    Avec E = P × t, à puissance constante, l'énergie est proportionnelle à la durée : une minute dure soixante fois plus qu'une seconde, l'énergie est soixante fois plus grande.

12. 12

    Pour calculer directement une énergie en kilowattheures avec E = P × t, on peut prendre la puissance en watts et la durée en secondes.

    Faux

    Pour obtenir une énergie en kWh avec E = P × t, la puissance doit être en kilowatts et la durée en heures ; avec des watts et des secondes, le résultat est en joules.

13. 13

    L'énergie d'une lampe allumée dans une maison a été transférée par un mouvement de charges électriques, acheminée sur de longues distances par des lignes de transmission.

    Vrai

    L'énergie électrique est transférée grâce à un mouvement de charges, acheminée sur de longues distances par des lignes de transmission, puis fournie par le réseau aux foyers.

14. 14

    Puisqu'une heure dure 3 600 secondes, un kilowattheure vaut 3 600 joules.

    Faux

    Un kilowattheure est l'énergie d'un appareil de 1 kW fonctionnant une heure : 1 kWh = 3,6 × 10⁶ J. Le nombre 3 600 est celui des secondes, pas des joules.

15. 15

    Un moteur transforme l'énergie électrique en énergie mécanique, tandis qu'une résistance la transforme en énergie thermique.

    Vrai

    Un moteur transforme l'énergie électrique en énergie mécanique, et une résistance chauffante la transforme en énergie thermique : une même énergie électrique peut donc être transformée différemment selon l'appareil.

16. 16

    Un four de 2 000 W et un four de 1 000 W fonctionnent chacun pendant une heure : ils consomment la même énergie, puisque la durée de fonctionnement est identique.

    Faux

    Avec E = P × t, à durée égale, l'énergie est proportionnelle à la puissance : le four de 2 000 W consomme 2 kWh, soit le double du four de 1 000 W.

17. 17

    Une énergie de 9 × 10⁶ J correspond à 2,5 kWh.

    Vrai

    Pour convertir une énergie de joules en kilowattheures, on divise par 3,6 × 10⁶ : 9 × 10⁶ J ÷ 3,6 × 10⁶ = 2,5 kWh.