4e · Chapitre 08
L'énergie ne se crée pas et ne disparaît pas : elle se transfère d'un système à un autre et se convertit d'une forme à une autre. Construis des chaînes énergétiques, suis l'énergie d'une balle qui rebondit et trie les sources d'énergie renouvelables !
Une chaîne énergétique se lit de gauche à droite : un réservoir d’énergie (on dit aussi une source) la fournit, un convertisseur la transforme, une énergie utile en sort. La conversion n’est jamais complète : une partie est toujours dissipée, le plus souvent sous forme de chaleur.
Ouvrir l’animationEn montant, la balle acquiert de l’énergie de position; en tombant, celle-ci se transforme en énergie cinétique. À chaque rebond, une partie est dissipée en chaleur : la balle remonte de moins en moins haut. L’énergie totale, elle, se conserve.
Ouvrir l’animationUne source est renouvelable si elle se reconstitue à l’échelle d’une vie humaine : le Soleil, le vent, l’eau, la biomasse. Elle est non renouvelable si ses réserves s’épuisent : le charbon, le pétrole et le gaz, formés en des millions d’années, et l’uranium, tiré de gisements limités.
Ouvrir l’animationL'énergie d'un système peut être transférée à un autre système et convertie d'une forme à une autre par un convertisseur. La chaîne énergétique modélise ces transferts et conversions. L'énergie E fournie par un convertisseur est proportionnelle à la durée t : E = P × t, où P est la puissance en watts.
Valeur que l'on associe à un système à partir des grandeurs qui le caractérisent. Pour qu'elle change, un transfert d'énergie doit avoir lieu : la baisse de l'énergie d'un système implique l'augmentation de celle d'un autre.
Énergie cinétique (mouvement), énergie de position (hauteur), énergie thermique (température), énergie chimique (piles, carburants, aliments), énergie électrique, énergie lumineuse, énergie nucléaire.
Les modes de transfert de l'énergie entre deux systèmes sont entre autres : le transfert thermique, le transfert électrique, le transfert mécanique et le transfert par rayonnement.
Dispositif qui convertit l'énergie d'une forme à une autre. L'alternateur convertit de l'énergie cinétique, liée au mouvement, en énergie électrique.
Modèle de l'ensemble des conversions et des transferts d'énergie d'un système à un autre : réservoir d'énergie (ou source), puis convertisseur, puis énergie utile… sans oublier les pertes.
L'énergie ne se crée pas et ne disparaît pas. Lors d'une conversion : énergie reçue = énergie utile + pertes. Les pertes sont le plus souvent de l'énergie thermique.
L'énergie E fournie par un convertisseur est proportionnelle à la durée t de la conversion : E = P × t. Le coefficient P est la puissance, en watts (W). Plus un convertisseur est puissant, plus il convertit vite l'énergie.
Une source renouvelable se reconstitue rapidement à l'échelle humaine (Soleil, vent, eau, bois). Une source non renouvelable s'épuise : les énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz) et l'uranium.
D'où vient l'énergie ? Le vent, l'essence, l'eau en hauteur, le réseau électrique, les aliments…
Quel dispositif transforme l'énergie ? La lampe, le moteur, l'alternateur, le panneau solaire…
Quelle forme entre dans le convertisseur, quelle forme utile en sort ? On écrit les formes sur les flèches.
On n'oublie jamais la flèche des pertes, presque toujours de l'énergie thermique : l'énergie totale se conserve.
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