L L ’é ’é nergie, sous quelle forme ? nergie, sous quelle forme ?

(1)

Denis Rabast Denis Rabastéé

_ _ Ë Ë ° ° ÇeÜz|e we Ä ÇeÜz|e we Ä Ë Ë etâ etâ

(2)

L L ’é ’é nergie, sous quelle forme ? nergie, sous quelle forme ?

M M é é canique : canique :

Énergie potentielle Énergie potentielle

E = P.hE = P.h = m.g.h= m.g.h

É

Énergie E en joules (J),nergie E en joules (J), poids P en newton (N), poids P en newton (N), Hauteur h en m

Hauteur h en mèètres (m).tres (m).

Masse m en kilogrammes (kg), Masse m en kilogrammes (kg), g=9,8 m/s

g=9,8 m/s²²,,

Rappels sur masse et poids Rappels sur masse et poids

http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lyc

http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/lycee/seconde/masse_poids_dynamometre.htmee/seconde/masse_poids_dynamometre.htm

Énergie cinÉnergie cinéétique tique

E=1/2.m.v E=1/2.m.v²²

é

énergie E en joules (J),nergie E en joules (J),

masse m en kilogrammes (kg), masse m en kilogrammes (kg), vitesse v en m/s.

vitesse v en m/s.

Exemples (http://physiquecollege.free.fr/) : Exemples (http://physiquecollege.free.fr/) :

LancLancéé dd’’un objetun objet

http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/tro

http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/troisieme/energie/conservation_energie_mecanique.htmisieme/energie/conservation_energie_mecanique.htm

Les montagnes russes Les montagnes russes

http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/troisieme/energie/energie_potentielle_cinetique_mecanique.htmisieme/energie/energie_potentielle_cinetique_mecanique.htm

(3)

F

L L ’é ’é nergie, sous quelle forme ? nergie, sous quelle forme ?

Travail d

Travail d ’ ’ une force une force

E = F. d E = F. d

énergie en joules (J),énergie en joules (J), force en newton (N), force en newton (N), distance en m

distance en mèètres (m).tres (m).

Chimique ; Chimique ; É É lectrique ; lectrique ;

http://physique.vije.net/1STI/electricite_m.php?page=energie1

d

(4)

L L ’é ’é nergie, sous quelle forme ? nergie, sous quelle forme ?

Nucl Nucl é é aire ; aire ;

É É lectromagn lectromagn é é tique (rayonnement) ; tique (rayonnement) ; Thermique ;

Thermique ; La mati

La mati è è re est convertible en re est convertible en é é nergie : nergie : E = m . c

E = m . c ² ²

(5)

Les transformations de l

Les transformations de l ’é ’é nergie nergie

Transformation m

Transformation m é é canique : canique :

(6)

Les transformations de l

Les transformations de l ’é ’é nergie nergie

Du m Du m é é canique vers le thermique : canique vers le thermique : l l ’ ’ exp exp é é rience de Joule (1850). rience de Joule (1850).

http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_de_Joule http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/physique/phys/bts-main/Cours_1.pdf

(7)

Les transformations de l

Les transformations de l ’é ’é nergie nergie

Du chimique vers le thermique puis le Du chimique vers le thermique puis le m m é é canique : canique :

http://aeromodele-

vemars.com/lesmoteurs.htm

(8)

Les transformations de l

Les transformations de l ’é ’é nergie nergie

De l De l ’é ’é lectromagn lectromagn é é tique vers l tique vers l ’é ’é lectrique : lectrique :

http://www.greiner-elec.fr/fr/principe/principe.html

(9)

Les transformations de l

Les transformations de l ’é ’é nergie nergie

Le nucl

Le nucl é é aire : aire :

La fission La fission

Centrales nucl

Centrales nuclééaires, bombe Aaires, bombe A

La fusion La fusion

Etoiles, bombe H Etoiles, bombe H

http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/physique-2/d/fission-nucleaire_2462/

http://www.iter.org/fr/sci/whatisfusion

(10)

Les transformations de l

Les transformations de l ’é ’é nergie nergie

L L ’é ’é nergie de l nergie de l ’ ’ eau : la centrale hydro eau : la centrale hydro é é lectrique, du lectrique, du m m é é canique vers l canique vers l ’é ’é lectrique ; lectrique ;

Exemple (http://physiquecollege.free.fr/) Exemple (http://physiquecollege.free.fr/)

http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/troisieme/energie/barrage_hydroelectrique.htmisieme/energie/barrage_hydroelectrique.htm

(11)

La transformation d

La transformation d ’é ’é nergie nergie

http://phys-chimie.voila.net/troisieme/alternateur/alternateur.htm

Convertir un d

Convertir un déplacement en éplacement en électricitélectricitéé : l: l’alternateur’alternateur Exemple (

Exemple (http://physiquecollege.free.fr/)http://physiquecollege.free.fr/)

http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/troisieme/electricite/aimant_bobine_alternateur_production_tension_alternative.htm

http://www.intellego.fr

(12)

L L ’é ’é nergie de l nergie de l ’ ’ eau eau

Les barrages ; Les barrages ;

Courants marins ; Courants marins ;

La mar

La mar é é e ; e ;

http://lmc.ac-grenoble.fr/~nde_momi/nucleaire/alter.htm

(13)

L L ’é ’é nergie de l nergie de l ’ ’ eau eau

Les vagues : le syst

Les vagues : le syst è è me me Pelamis Pelamis

http://tpe.servhome.org/mecanique.html

(14)

L L ’é ’é nergie de l nergie de l ’ ’ eau eau

L L ’ ’ eau comme transporteur d eau comme transporteur d ’é ’é nergie : La nergie : La centrale thermique

centrale thermique

Exemple (http://physiquecollege.free.fr/) Exemple (http://physiquecollege.free.fr/)

http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/troisieme/electricite/production_tension_alternative_centrale_thermisieme/electricite/production_tension_alternative_centrale_thermique.htmique.htm

(15)

L L ’é ’é nergie de l nergie de l ’ ’ eau eau

L L ’ ’ eau comme transporteur d eau comme transporteur d ’é ’é nergie : La nergie : La g g é é othermie othermie

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/terre-3/d/energies-renouvelables-place-a-la-geothermie_10359

(16)

Tentative de d

Tentative de d é é finition : finition :

L L ’é ’é nergie (au sens de la physique) est la capacit nergie (au sens de la physique) est la capacit é é d d ’ ’ un syst un syst è è me me à à modifier un modifier un é é tat, effectuer un tat, effectuer un

travail, entrainant mouvement, rayonnement, travail, entrainant mouvement, rayonnement,

chaleur.

Elle s

Elle s ’ ’ exprime en Joules (J), calories (Cal), kWh, exprime en Joules (J), calories (Cal), kWh, ou ou « « tonne tonne é é quivalent p quivalent p é é trole trole » » (Tep) : (Tep) :

Le Joule est l

Le Joule est l’’unitunitéé normalisénormalisée :e :

cc’’est une force de 1 newton sur une distance de 1 mest une force de 1 newton sur une distance de 1 mèètre ;tre ; ou encore un courant de 1 amp

ou encore un courant de 1 ampèère sous une tension de 1 volt re sous une tension de 1 volt pendant 1 seconde.

pendant 1 seconde.

1 kWh = 3,6 MJ (

1 kWh = 3,6 MJ (éénergie des nergie des éélectriciens) ;lectriciens) ; 1 cal = 4,18 J (

1 cal = 4,18 J (énergie des chimistes) ;énergie des chimistes) ; 1 Tep = 41,2 GJ (

1 Tep = 41,2 GJ (éénergie des nergie des économistes)économistes)

(17)

Puissance et

Puissance et é é nergie nergie

La puissance (en watts) permet d

La puissance (en watts) permet d ’ ’ obtenir plus obtenir plus rapidement le r

rapidement le r é é sultat du travail de l sultat du travail de l ’énergie. ’é nergie.

Je Je « « paie paie » » la puissance la puissance à à l l ’ ’ achat d achat d ’ ’ un appareil : un appareil :

Un radiateur de puissance 2 kW est plus cher qu

Un radiateur de puissance 2 kW est plus cher qu’un radiateur ’un radiateur de 1 kW mais chauffera plus vite la maison, pour th

de 1 kW mais chauffera plus vite la maison, pour théoriquement éoriquement la même consommation d

la même consommation d’énergie ;’énergie ; Une voiture puissante est plus ch

Une voiture puissante est plus chèère qure qu’’une une «« petite cylindrpetite cylindréeée », », ththéoriquement je consommerais la même quantitéoriquement je consommerais la même quantitéé d’d’essence essence

pour un trajet donn

pour un trajet donnéé, mais j, mais j’’arriverais plus vite.arriverais plus vite.

Quoi que…!!!

(18)

Puissance et

Puissance et é é nergie nergie

Je Je « « paie paie » » l l ’é ’é nergie nergie à à l l ’ ’ utilisation utilisation d d ’ ’ un appareil : un appareil :

Si mon radiateur est allum

Si mon radiateur est alluméé 2 fois plus de 2 fois plus de temps (quelle que soit sa puissance), je temps (quelle que soit sa puissance), je consommerais 2 fois plus d

consommerais 2 fois plus d’é’énergie ;nergie ; Un long trajet me coutera plus cher en Un long trajet me coutera plus cher en essence qu

essence qu’’un court.un court.

L L ’é ’é nergie est le produit de la nergie est le produit de la puissance par le temps :

puissance par le temps : E = P . T

E = P . T

Énergie en joules (J), puissance en watts (W), Énergie en joules (J), puissance en watts (W), temps en secondes (s)

temps en secondes (s)

(19)

Principe de conversion : Principe de conversion :

« « Rien ne se perd, rien ne se cr Rien ne se perd, rien ne se cr é é e, tout se e, tout se transforme.

transforme. » » Antoine Lavoisier Antoine Lavoisier

(1743 -(1743 -1794)1794)

; ; Anaxagore de Clazom

Anaxagore de Clazom è è nes nes

⁽⁵⁰⁰⁽⁵⁰⁰^-^- ^{428 av JC)}^{428 av JC)}

; ;

Exemple (http://physiquecollege.free.fr Exemple (http://physiquecollege.free.fr/)/)

http://physiquecollege.free.fr/physique_chimie_college_lycee/troisieme/electricite/production_tension_alternative_centrale_thermique.htmisieme/electricite/production_tension_alternative_centrale_thermique.htm

Le rendement se d

Le rendement se d é é finit comme le rapport entre la finit comme le rapport entre la puissance de sortie sur la puissance d

puissance de sortie sur la puissance d ’ ’ entr entr é é e : e : η η = P = P

^S^S

/P /P

^E^E

Puissance de sortie pertes

Système Puissance d’entrée