DR ZOE Vs CLIO [PDF]

Zitiervorschau

STI2D-I2D Nom :

Document Réponses : Energie ZOE vs CLIO

TP 3h Durée :

Préparation Formules et unités de base

1 Rappeler la formule qui lie l'énergie, la puissance et le temps.

2 Préciser dans la formule ci-dessus l'unité de chaque terme dans le système international.

3 L'énergie peut être exprimée dans d'autres unités. Si l'énergie est exprimée en wattheure, préciser l'unité de la puissance et celle du temps. Unité de puissance :

unité de temps :

4 Soit un système énergétique représenté comme ci-dessous, donner l'expression du rendement  en fonction de Pentrée et Psortie. =

Nature de l'énergie, composantes de la puissance, conversion d'énergie 4 Suivant l'exemple de la première ligne, compléter le tableau ci-dessous

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Puissance nécessaire au déplacement 1 Expliquer à partir de quelle vitesse la traînée aérodynamique plus importante que la résistance au roulement des pneumatiques.

2 Déterminer à partir de la documentation les éléments suivants : CLIO ZOE S.Cx m 3 Convertir le coefficient de résistance au roulement des pneumatiques Crr en valeur sans unité (en kg/kg). CLIO ZOE Crr (kg/kg) 4 Calculer la vitesse v du véhicule, exprimée en m/s, pour une vitesse V =120 km/h. v= 5 / Déterminer la puissance nécessaire au déplacement de chaque véhicule à 120 km/h. L'exprimer en kW. CLIO ZOE Puissance (kW) 6 Retrouver ces résultats avec les courbes.

Rendement de la chaîne d’énergie 7 Déterminer le rendement global de la chaîne d'énergie de la ZOE et en déduire la puissance absorbée par le moteur lorsqu'elle se déplace sur le plat à une vitesse constante de 120 km/h.

Putile =

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8 Même question avec la CLIO.

Putile =

Consommation d’énergie primaire

9 Relever sur la documentation constructeur la consommation de la ZOE en Wh/km et la reporter sur la flèche montrant le flux d'énergie alimentant la voiture.

a

b

10 Calculer l'énergie en aval puis en amont du transport. Q10b = Q10a = 11 Calculer la part en % de production nucléaire, fossile et renouvelable. Reporter ces valeurs sur la figure ci-après. PartFissile = PartFossile = PartRenouvelable =

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12 Calculer l'énergie primaire consommée. Compléter en conséquence la figure ci-dessus. QFissile = QFossile = QRenouvelable = 13 Relever sur la documentation constructeur la consommation de carburant de la CLIO en l/100 km (cycle mixte). Montrer que cette valeur correspond à 338 Wh/km.

14 Calculer l'énergie primaire consommée. QPrimaire =

Utilisation au Royaume Uni 15 De la même façon que précédemment (12), calculer (en Wh/km) les différentes énergies primaires pour la ZOE avec un mix de production d'électricité correspondant au Royaume-Uni. Nota : conserver la valeur de 171Wh/km avant transport QFissile = QFossile = QRenouvelable = I2D

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Comparaison des deux modèles 16 Relever la quantité de CO2 émis par la CLIO par km, préciser celle émise par la ZOE en phase d'utilisation. CLIO : ZOE : Q17 Compléter le tableau suivant pour chacun des critères avec : + : véhicule le plus performant, - : véhicule le moins performant Q18 Conclure sur la pertinence écologique du véhicule électrique au regard des critères précédents.

Pour aller plus loin Un tracteur exerce un effort de traction F de 2 000 daN à une vitesse v égale à 5km/h. 1 Rappeler la nature de l'énergie mise en jeu, puis calculer : ● la puissance P (exprimée en kW) développée par le tracteur ; P= ● l'énergie W (exprimée en kWh) qu'il consomme dans ces conditions sur une distance d de 5 km. W= 2 Calculer la puissance P fournie par un nettoyeur haute pression qui élève l'eau à une pression p de 20 bars avec un débit Q de 400 l/h. 1 bar = 105Pa P= 3a Calculer l'énergie W qu'absorbe le consommateur d'un hamburger qui contient 495 kcal (1 kcal = 4 185 J). W = 3b En déduire le temps t (exprimé en heures et minutes) pendant lequel il devra rouler à vélo en développant une puissance de 250 W pour brûler ces calories. t= I2D

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4 Moto-réducteur : 4.1 Calculer le couple nominal CNom que peut fournir le moteur. CNom = CNom = 4.2 Calculer la puissance utile Pu disponible en sortie de réducteur. Pu = 4.3 Calculer la vitesse de rotation Nsortie de l'arbre de sortie du réducteur. Nsortie = 4.4 Déduire des questions 4.2 et 4.3 le couple utile disponible Csortie en sortie de réducteur. Csortie = 4.5 Le réducteur est un réducteur à engrenages parallèles à dentures hélicoïdales ; il possède 2 étages de réduction. On suppose que ces deux étages de réduction ont le même rendement. Calculer ce rendement. étage = 5 Monte charge : 5.1 Déterminer : ● la force motrice s'exerçant sur la masse,

F

F= F= ● la puissance P' de levage, P’ = ● l'énergie W nécessaire pour un déplacement de 5 m : W = 5.2 Déterminer : ● la vitesse angulaire  = ● la fréquence de rotation N (tr/min) du treuil : N = ● le moment exercé sur le treuil M = 5.3 Déterminer : ● la puissance mécanique P'' du moteur d'entraînement : P’’ = ● le moment du couple moteur CM si sa vitesse NM = 1450 tr/min : CM = 5.4 Calculer la puissance électrique absorbée Pabs par le moteur dont le rendement est ηM = 80 %. Pabs =

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