Brevet 2017 Amérique du Sud : l'énergie dans la vie quotidienne

La partie de physique-chimie de ce sujet, notée sur 25 points pour 30 minutes, part d'une situation familière : chauffer de l'eau. Quatre appareils sont présentés, un thermoplongeur, un réchaud à gaz, un réchaud électrique et un réchaud à alcool, ainsi que les plaques signalétiques des deux appareils électriques. Cinq questions font passer de la lecture d'un document au calcul, puis à la démarche expérimentale.

Lire une plaque signalétique et calculer une énergie

La question 1 demande la puissance du thermoplongeur. Sur sa plaque, une seule valeur est exprimée en watt, l'unité de la puissance : 240 W. Citer l'unité suffit à justifier. Le piège est de lire la mauvaise plaque : 1500 W est la puissance du réchaud électrique.

La question 2 fait calculer l'énergie consommée en deux minutes avec la relation E = P × t. Pour obtenir des joules, la durée doit être en secondes : t = 2 × 60 = 120 s, d'où E = 240 × 120 = 28 800 J. Laisser la durée en minutes donnerait 480, une valeur qui n'est pas en joules.

Les chaînes de conversion d'énergie

La question 3 fait compléter un schéma de conversion. Le thermoplongeur reçoit de l'énergie électrique et la convertit en énergie thermique. Le réchaud à alcool brûle un combustible : il convertit de l'énergie chimique en énergie thermique. Dans les deux cas, la forme utile est thermique, puisqu'on veut chauffer. Retiens qu'un convertisseur ne crée pas d'énergie : il la reçoit sous une forme et la restitue sous une autre.

Comparer deux réchauds : la démarche expérimentale

La question 4 demande de choisir les bonnes conditions pour comparer le réchaud à gaz et le réchaud électrique. La règle est de ne faire varier qu'un seul paramètre, ici le réchaud. On garde donc la même quantité d'eau (a), la même température initiale (c) et le même récipient (g), et on mesure la durée du chauffage (e) : les propositions retenues sont a, c, e et g.

La question 5 demande un protocole. Il faut mesurer un volume d'eau, relever sa température initiale, chauffer sur le premier réchaud en déclenchant le chronomètre, arrêter quand l'eau atteint une température choisie à l'avance, puis recommencer dans les mêmes conditions avec l'autre réchaud. Le réchaud le plus efficace est celui qui atteint cette température en la durée la plus courte. Un schéma légendé du montage complète bien la réponse.

Conseils pour réussir

Écris toujours la relation utilisée avec les unités avant de calculer, convertis les durées en secondes et termine chaque protocole par la grandeur que tu compares. Le corrigé détaillé reprend chaque question avec la réponse à recopier, les méthodes et les pièges à éviter.