Webphysique
Accueil du site > Petits défis de physique > Petit défi novembre-décembre 2009

Petit défi novembre-décembre 2009

jeudi 24 décembre 2009, par Xavier Ducros
Enregistrer au format PDF impression suivre la vie du site envoyer l'article par mail

La question de ce défi était : "Quelle masse de charbon faut-il brûler dans une centrale à charbon pour alimenter une ampoule de 100 W pendant une année (utilisée normalement, pas en continu ;-) !)."

Vous pouvez également consulter les autres défis.

Participez au petit défi du mois !


Ce défi est clos.


Il est nécessaire d’évaluer quelques ordres de grandeur. Tout d’abord, on peut estimer à 5h le temps pendant lequel l’ampoule est allumée durant une journée. Bien entendu, c’est une évaluation moyenne, qui ne changera pas énormément le résultat final car seul l’ordre de grandeur (donc la puissance de 10) nous intéresse. Sur une année, cette ampoule consomme donc une énergie électrique E=100\cdot 5\cdot 3600 \cdot 365 \approx 7\cdot 10^8 J.

Or la combustion de 1 kg de charbon libère environ 30 MJ (cela peut se retrouver à l’aide de l’enthalpie de combustion par exemple). Dans une centrale à charbon le rendement ne dépasse pas 40% (celles de dernière génération permettent d’atteindre ce rendement, et parfois de le dépasser un peu, jusqu’à 45%). On en déduit la masse de charbon à brûler pour alimenter l’ampoule : m=\frac{E}{0,4\cdot 3\cdot 10^7}\approx 60 kg. La bonne réponse était donc 100 kg (ordre de grandeur le plus proche de m) ! Cette masse est loin d’être négligeable, surtout lorsque l’on sait à quel point les centrales à charbon sont polluantes. Si l’ampoule est allumée une heure de moins chaque jour, cela économise 10 kg de charbon à brûler par année. Je vous laisse faire la même évaluation pour un appartement ou une maison chauffée à l’aide de radiateurs électriques… les résultats sont impressionnants !

Résultats des votants

Réponse à la questionPart des votes exprimés
10 g7 %
1 kg26 %
100 kg36 %
10 t31 %

La majorité des participants a donc bien répondu, bravo !

Répondre à cet article


Suivre la vie du site RSS 2.0 | Plan du site | Espace privé | SPIP | squelette