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Généré en français avec l'IA à partir de notre quiz anglais ; les sources renvoient vers Wikipédia en français.
L'énergie est une grandeur centrale de la physique : elle se convertit d'une forme à une autre mais ne se crée ni ne se perd, selon le principe de conservation. Ce quiz parcourt ses unités, du joule à la tonne d'équivalent pétrole, ses formes et ses modes de transfert, puis l'histoire du mot et des savants qui l'ont forgé. Il se termine du côté du photovoltaïque, des Becquerel aux cellules à haut rendement.
Les 30 questions avec réponses et explications. Jouer au quiz
Q 01Quelle est l'unité de l'énergie dans le Système international ?
Joule
Cette grandeur a pour dimension M·L²·T⁻², et le kilowatt-heure lui est souvent préféré dans la vie courante.
Q 02Quelle unité d'énergie est privilégiée en physique des particules ?
Électron-volt
Elle vaut 1,602 × 10⁻¹⁹ joule et sert aussi en physique des semi-conducteurs et dans l'étude de l'infiniment petit.
Q 03Quel mode de transfert de chaleur est le seul possible dans le vide ?
Rayonnement
Ce transfert s'opère par déplacement de photons : c'est ainsi que la Terre reçoit l'énergie du Soleil.
Q 04Quel nom simple donne-t-on à l'énergie cinétique d'agitation désordonnée des molécules ?
Thermique
Elle est la somme des énergies cinétiques de toutes les molécules et de tous les atomes du système.
Q 05Quelle unité sert à comparer l'énergie d'une explosion à celle d'un explosif ?
Tonne de TNT
Elle correspond à 4,184 gigajoules, soit l'énergie d'une tonne de trinitrotoluène.
Q 06Quel transfert de chaleur se produit quand l'air chauffé, moins dense, monte ?
Convection
Ce mode de transfert d'énergie est provoqué par le mouvement des particules d'un fluide.
Q 07Comment appelle-t-on les fines plaques de silicium sciées dans les lingots ?
Wafers
Épaisses de près de 200 µm, elles sont dopées puis « métallisées » avant de devenir des cellules photovoltaïques.
Q 08Quelle unité de masse sert aussi d'unité d'énergie en physique relativiste ?
Kilogramme
C'est la formule E = mc² qui autorise cet usage, par équivalence entre masse et énergie d'un système au repos.
Q 09Quelle famille de physiciens applique dès 1839 le principe de l'effet photoélectrique ?
Becquerel
Le fils, Edmond, note qu'une chaîne d'éléments conducteurs donne naissance à une tension électrique quand elle est éclairée.
Q 10Quelle masse d'eau une calorie permet-elle d'échauffer d'un degré Celsius ?
1 g
Cette ancienne unité vaut 4,185 5 joules ; sa grande sœur, la kilocalorie, figure encore sur les emballages alimentaires.
Q 11Par quel mode de transfert une barre métallique chauffée à un bout s'uniformise-t-elle ?
Conduction thermique
Ce transfert sans déplacement de matière se produit aussi bien dans un solide que dans un liquide ou un gaz.
Q 12Quel type de silicium équipe les cellules des calculatrices et montres « solaires » ?
Amorphe
Cette cellule gris très foncé fonctionne même sous un éclairage faible ou diffus, y compris en lumière artificielle.
Q 13Que signifie le terme grec enérgeia, à l'origine du mot « énergie » ?
Force en action
Q 21Dans quel village normand la première « route solaire » a-t-elle été inaugurée en 2016 ?
Tourouvre
Proposé par la société Colas, le concept colle des dalles photovoltaïques de 7 mm d'épaisseur sur une chaussée classique.
Q 22Quel médecin de Heilbronn formula le premier, en 1842, la conservation de l'énergie ?
Julius Robert von Mayer
Les querelles d'antériorité qui suivirent le plongèrent dans la dépression ; les honneurs ne vinrent que bien plus tard.
Q 23Combien de gigajoules vaut une tonne d'équivalent pétrole ?
41,868 GJ
L'industrie et l'économie emploient cette unité pour décrire des consommations à grande échelle.
Aristote l'employait au sens d'« opération parfaite », pour désigner la réalité effective face à la réalité possible.
Q 14À combien de mégajoules équivaut un kilowatt-heure ?
3,6 MJ
Cette unité, plus parlante que le joule, sert surtout à communiquer des consommations d'énergie dans la vie courante.
Q 15Quel signe a l'enthalpie de réaction d'une réaction exothermique ?
Négatif
Une réaction endothermique présente le signe opposé, car elle a besoin d'un apport de chaleur pour se produire.
Q 16Quel satellite de 1958 fut la première application réelle des cellules photovoltaïques ?
Vanguard 1
Elles alimentaient ses émetteurs radio, avec un rendement de 9 % pour ces premiers panneaux solaires.
Q 17De quelles deux énergies l'énergie totale d'un système est-elle la somme ?
Mécanique et interne
La première dépend de la masse, de la vitesse et de la position ; la seconde, de la température, de la pression et de la composition chimique.
Q 18Quel rendement les cellules solaires des laboratoires Bell atteignent-elles en 1954 ?
6 %
Ces travaux de Gerald Pearson, Darryl Chapin et Calvin Fuller ouvrent enfin la voie à des applications concrètes.
Q 19À quelle vitesse un camion de 10 tonnes a-t-il une énergie cinétique d'environ 1 kWh ?
100 km/h
Ce même kilowatt-heure suffit à porter 10 litres d'eau à ébullition ou à faire fondre 10 kg de glace.
Q 20Qui formula en 1847 le principe général de la conservation de l'énergie ?
Hermann von Helmholtz
Ce principe généralise le premier principe de la thermodynamique, énoncé avant lui par Carnot, Joule et Mayer.
Q 24Quel philosophe employa en 1698 le mot « énergie » en grec dans un texte en latin ?
Gottfried Wilhelm Leibniz
Dès 1678, il avait dissocié la force de la quantité de mouvement et baptisé « force vive » le produit de la masse par le carré de la vitesse.
Q 25Quel savant introduisit en 1807 le mot energy dans la langue anglaise ?
Thomas Young
Il désignait ainsi le produit de la masse d'un corps par le carré de sa vitesse, l'ancienne « force vive ».
Q 26À qui attribue-t-on la première cellule solaire à semi-conducteurs, en 1883 ?
Charles Fritts
Cette cellule en or et en sélénium, des matériaux coûteux, n'atteignait qu'un rendement de près de 1 %.
Q 27À combien de joules correspond environ un British thermal unit ?
1 056 J
Cette unité reste en usage dans certains pays anglophones ; un therm en regroupe 100 000.
Q 28Dans quel traité de 1788 Lagrange note-t-il « T + V = const. » ?
« Méchanique analitique »
Il y identifie cette invariance comme « le principe de conservation des forces vives », avant l'invention des mots énergie cinétique et potentielle.
Q 29Qui introduisit en 1853 le terme « potential energy », toujours en usage ?
William Rankine
Son « actual energy » sera remplacée en 1862 par « kinetic energy », proposée par le futur Lord Kelvin.
Q 30Qui employa pour la première fois le mot « énergie » en français, en 1717 ?
Jean Bernoulli
Dans une lettre datée du 26 janvier, il désignait ainsi ce que nous appelons aujourd'hui le travail mécanique.