Conservation de l'énergie
Introduction
L’énergie est une grandeur qu’on ne peut mesurer directement et qui peut prendre plusieurs formes.
L’énergie se conserve-t-elle ? Que sont les pertes d’énergie ? Comment lier puissance et énergie ?
Energie et puissance
Propriété
L’énergie consommée par un récepteur pendant une durée est liée à la puissance du récepteur.
Ces trois grandeurs sont liées par la relation :
Où :
est en
est en
est en
Propriété
On peut donc en déduire la puissance d’un récepteur par la relation :
Exemple
Un randonneur a une puissance d’environ .
S’il effectue une randonnée de , l’énergie qu’il va dépenser est de :
Exemple
Un four consomme pendant la cuisson d’un gâteau qui dure .
La puissance du four est de :
Conservation de l'énergie
Principe
Propriété
L’énergie ne disparaît pas, même si elle peut sembler le faire.
L’énergie se convertit d’une forme à une autre et/ou se transfère d’un système à un autre.
L’énergie se conserve, elle ne peut disparaître. Elle peut par contre changer de forme et/ou se transférer d’un système à un autre.
Exemple
L’énergie cinétique de la boule blanche ne disparait pas ; elle est transférée en énergie cinétique aux autres boules et transformée en énergie thermique lors des frottements avec le tapis.
Exemple du principe de conservation de l'énergie appliqué aux boules d'un jeu de billard
Pertes
Une conversion d’énergie, lorsqu’on la considère comme une réponse à un besoin (bouger, se chauffer, ...), n’est jamais complète.
Il y a une différence entre l’énergie mobilisée (aliments, bois, ...) et l’énergie qui satisfait le besoin (énergie musculaire, chaleur, ...).
Cette différence d’énergie convertie ou transférée est « perdue » puisqu’elle n’a pas répondu au besoin pour lequel elle a été utilisée.
On parle alors de pertes, ce qui est un abus de langage puisque l’énergie n’a pas été réellement perdue mais non utilisée.
Exemple
Par exemple, lorsqu’on cuit un aliment dans un four, on espère que toute la chaleur fournie par le four sera transmise à l’aliment.
Or ce n’est pas la réalité puisqu’une partie de cette chaleur va être transmise au reste du four et à son extérieur (à travers la vitre, la coque, etc.).
On parle de gaspillage lorsque tout n’est pas mis en œuvre pour minimiser les pertes.
Bilan d'énergie
Tout bilan d’énergie doit rendre compte de la conservation de l’énergie. Cela répond suit quelques règles :
l’énergie ne change pas de forme au cours d’un transfert
l’énergie change de forme au cours d’une conversion
l’énergie se conserve
On peut représenter ce bilan à l’aide d’un diagramme.
Diagramme représentant le bilan d'énergie
Dans ce cas-là, la somme des énergies mécaniques et de la chaleur est égale à l’énergie chimique.
Commentaires
GANDOULF
0
Pourquoi n'y a t il pas de vidéos ni d exercices
Réseaux sociaux
