Changer d'unité sans changer de grandeur

Exercice de TD · niveau 2 · enseignement scientifique (terminale), chapitre 6 — Énergie, choix de développement et futur climatique

Énoncé

On donne $1$ kWh $= 3, 6 \times 1 0^{6}$ J et $1$ tep $= 11630$ kWh. 1. Un ménage consomme $4500$ kWh d'électricité par an. Convertir en joules, puis en tep. 2. La consommation mondiale d'énergie primaire vaut environ $6 \times 1 0^{20}$ J par an. L'exprimer en milliards de tep. 3. En déduire la consommation moyenne par habitant, pour une population de $8$ milliards. 4. Convertir cette consommation en une puissance moyenne permanente, en watts. 5. Comparer au métabolisme humain, de l'ordre de $100$ W, et commenter.

Corrigé

1. $4500 \times 3, 6 \times 1 0^{6} = 1, 6 \times 1 0^{10}$ J. Et $4 500/11 630 \approx 0, 39$ tep.

2. $\frac{6 \times 1 0 ^{20}}{41 , 868 \times 1 0 ^{9}} \approx 1, 4 \times 1 0^{10}$ tep, soit environ $14$ milliards de tep.

3. $1, 4 \times 1 0^{10} /8 \times 1 0^{9} \approx 1, 8$ tep par habitant et par an.

4. Une année dure $3, 16 \times 1 0^{7}$ s. Donc $P = \frac{6 \times 1 0 ^{20}}{8 \times 1 0 ^{9} \times 3 , 16 \times 1 0 ^{7}} \approx 2, 4 \times 1 0^{3} W .$

5. Chaque être humain mobilise en moyenne environ vingt-quatre fois son propre métabolisme. Autrement dit, tout se passe comme si chacun disposait en permanence de vingt-quatre « serviteurs énergétiques » invisibles. C'est un bon moyen de mesurer ce que la civilisation industrielle a de spécifique — et de comprendre pourquoi diviser cette consommation ne se fera pas par de simples gestes.

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