Physique chimie, SVT, Brevet M�tropole 2017.


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La production d'�lectricit� � partir des centrales thermiques � flamme est le mode le plus r�pandu dans le monde et b�n�ficie des abondantes, mais �puisables, ressources en charbon, p�trole et gaz de la plan�te. Certains pays se lancent dans le d�veloppement de centrales g�othermiques, on veut ici comprendre ce choix.
Une centrale g�othermique produit de l’�lectricit�, sans qu’il y ait de combustion, gr�ce � la chaleur de la Terre qui transforme l'eau contenue dans les nappes souterraines en vapeur. Le mouvement de la vapeur d’eau sous pression permet de faire tourner une turbine entrainant un alternateur, qui produit alors un courant alternatif.
Question 1.
Compl�ter le tableau suivant.
Nom de la centrale
Source(s)
d'�netrgie utilis�e
Source d'�nergie
renouvelable ou non ?
D�gage ou ne d�gage pas
de fum�es lors de
son utilisation
Thermique � flamme
gaz, p�trole, charbon
Non renouvelable
D�gage des fum�es
G�othermique
eau chaude de la terre

Renouvelable
Ne d�gage pas de fum�es.
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Question 2.
Il s’agit de rep�rer sur le dessin de la centrale thermique � flamme  les 3 circuits distincts A, B et C d�crits ci-dessous :
A : circuit de refroidissement
B : circuit primaire ou lieu de transformation d’�nergie chimique en �nergie thermique
C : circuit secondaire ou lieu de transformation de l’�nergie m�canique en �nergie �lectrique
Pour r�pondre � la question 2, mettre A, B ou C � l’int�rieur des cercles gris�s.

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On �tudie la r�action de combustion ayant lieu dans le circuit primaire d’une centrale thermique utilisant le gaz naturel, compos� essentiellement de m�thane CH4. Le m�thane r�agit avec le dioxyg�ne O2 de l’air pour former du dioxyde de carbone CO2 et de l’eau H2O, selon l’�quation de r�action :
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Question 3.
3a- Nommer le gaz participant � l’effet de serre produit lors de cette transformation chimique.
Dioxyde de carbone CO2.
3b- Lorsqu’on br�le 6�1022 mol�cules de m�thane de mani�re compl�te :
3b.1 Combien de mol�cules de dioxyg�ne sont n�cessaires? Expliquer.
La combustion compl�te d'une mol�cule de m�thane n�cessite deux mol�cules de dioxyg�ne.
2 x6 1022 = 1,2 1023 mol�cules O2.
3b.2 Combien de mol�cules de dioxyde de carbone sont form�es ? Expliquer.
La combustion compl�te d'une mol�cule de m�thane donne une mol�cule de CO2.
2 x6 1022 mol�cule de CO2.
Un r�acteur de centrale thermique � flamme produit une puissance d’environ 1100 MW. Un r�acteur de centrale g�othermique, peut d�livrer une �nergie de 7 500 000 MW.h par an, en fonctionnant 6820 heures.
Question 4
4a- Montrer par un calcul, que la puissance �lectrique du r�acteur de centrale g�othermique est �quivalente � celle du r�acteur de centrale thermique � flamme.
Puissance (MW)=Energie ( MWh) / dur�e (heure) =7 500 000 / 6820=1099,7 ~1100 MW.
4b- En faisant r�f�rence aux r�ponses pr�c�dentes, donner deux arguments expliquant pourquoi certains pays ont opt� pour des centrales g�othermiques.
La centrale g�othermique :
- produit la m�me puissance que la centrale thermique � flamme.
- ne d�gage pas de gaz � effet de serre.




SVT.
Question 1.
Comparer la part des sources d’�nergies renouvelables � celle des sources d’�nergies non renouvelables en 2012 dans les productions �nerg�tiques mondiales.

P�trole, charbon, gaz naturel, nucl�aire : 32 +29 +21 +5 = 87 Mtep.
Energies renouvelables : 14 Mtep soit 14 / (14+87) ~0,138 ( 13,8 % de l'�nergie consomm�e dans le monde en 2012 ).










Question 2.
2a- Comparer les courbes de la production mondiale et de la consommation mondiale de p�trole depuis 2005.
2b- Formuler le probl�me auquel l’�tre humain est confront� depuis 2015.


Jusqu'en 2015, la production est �gale � la consommation de p�trole. Consommation et production augmentent de la m�me mani�re.
Au del� de 2015, la demande ( consommation ) devient sup�rieure � l'offre ( production).
Il manquerait donc 120 millionss de barils par jour en 2035 pour subvenir aux besoins �nerg�tiques li�s au p�trole.
Il faudra donc diminuer la consommation de p�trole � l'avenir.

Question 3.
Identifier et argumenter les objectifs relatifs � la transition �nerg�tique pour la croissance verte.
D'ici quelques dizaines d'ann�es, les �nergies non renouvelables seront �puis�es ou couteront trop ch�res � produire.
L'�nergie solaire et l'�nergie �olienne sont in�puisables.
Il convient donc de passer assez vite des �nergies fossiles aux �nergies renouvelables.
Les objectifs :
La transition �nerg�tique :
- doit impliquer les citoyens, les entreprises et les pouvoirs publics.
- renforcer l'ind�pendance �nerg�tique d'un pays.
- augmenter de 50 % les installations solaire et �olienne d'ici 10 ans.


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