Les transformations de l'énergie

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Les transformations de l'énergie により Mind Map: Les transformations de l'énergie

1. La loi de la conservation de l'énergie

1.1. •Elle exprime que l’énergie se transforme toujours, elle n’est jamais créée ni transformée.

1.2. •L’Univers nous présente plusieurs sortes d’énergie ; rayonnante, thermique, chimique, électrique et plusieurs autres.

1.3. •Il est possible pour ces sortes d’énergie de ce transformer en une autre sorte ou d’être transmise d’un endroit à un autre.

1.4. • Exemple : Quand tu te trouves sur un voilier, l’énergie provenant du soleil (solaire) est captée par un panneau solaire et par la suite est convertie en énergie électrique. Cette énergie électrique est alors transmise aux instruments de navigation du bateau afin que ceux-ci puissent fonctionner adéquatement.

1.5. •La loi de la conservation de l’énergie s’applique, sans perte d’énergie, seulement lorsque le système est isolé.

2. Système isolé

2.1. •Un système isolé s’agit d’un système qui n’échange aucune matière, énergie, chaleur ou travail avec l’extérieur.

2.2. •L’Univers, considéré dans son ensemble est le seul système isolé existant.

2.3. • Il est toutefois possible de faire recours à la loi de la conservation de l’énergie afin d’étudier les transferts et les transformations d’énergie.

3. L'énergie mécanique

3.1. •L’énergie mécanique s’agit de l’énergie liée au mouvement.

3.2. •Elle représente aussi la somme de l’énergie potentielle et de l’énergie cinétique trouvée dans un système.

3.3. •Afin que l’énergie mécanique totale soit conservée il faut que toute diminution de l’énergie potentielle d’un système soit compensée par une hausse d’énergie cinétique.

3.4. •Prenons en exemple un planchiste qui s’apprête à faire un parcours en demi-lune et qu’on considère qu’il se trouve dans un système isolé dans lequel l’énergie mécanique reste constante. Celui-ci avant de s’élancer, se trouvera au sommet donc, immobile, son énergie cinétique sera donc minimale comparée à son énergie potentielle qui sera à son maximum. Alors qu’il se lancera dans la pente, son énergie potentielle se transformera en énergie cinétique et donc, lorsqu’il sera dans le creux de la demi-lune, son énergie cinétique sera maximale comparée à son énergie potentielle qui sera maintenant minimale. Alors que celui-ci se hissera tranquillement vers la paroi opposée de la structure, son énergie cinétique diminuera alors que son énergie potentielle augmentera afin qu’une fois au sommet, son énergie potentielle soit de nouveau maximale.

3.5. • La conservation de l’énergie mécanique donne au planchiste la capacité d’effectuer plusieurs boucles. Parce qu’il n’existe aucun système impeccablement isolé, le planchiste finira par s’arrête en raison du frottement.

4. Le rendement énergétique

4.1. •Le rendement énergétique d’une machine représente le rapport (en pourcentage) de l’énergie utile et de l’énergie consommée.

4.2. •Dans une machine ou dans un système la quantité d’énergie utilisée pour faire un travail n’équivaut qu’à une fraction de l’énergie consommée. L’énergie consommée restante est sois convertie en d’autres formes d’énergie sois dissipée dans l’environnement.

4.3. •Par exemple, une ampoule à incandescence. (Celle-ci est crée pour convertir de l’énergie électrique en lumière.) Toutefois, uniquement 5% de l’énergie électrique consommée par cette ampoule sera transformée en énergie lumineuse utile tandis que le 95% restant sera transformé en chaleur. Le taux de rendement de cette ampoule est donc de 5%.

5. La distinction entre température et chaleur

5.1. •La température est la mesure de degré d’agitation des atomes et des molécules.

5.2. •La chaleur est une transmission d’énergie entre deux systèmes ayant des températures différentes.

6. L'énergie thermique

6.1. •L’énergie thermique est une forme d’énergie que possède une substance en fonction de l’agitation de ses particules.

6.2. •Elle varie selon la masse de particules se trouvant dans la substance et de la température de celles-ci.

6.3. •Plus l’agitation des particules est grande plus la température est élevée. De plus, plus le nombre de particules et la température sont élevés, plus la substance renferme de l’énergie thermique.

6.4. •Par exemple, 300 g d’eau à 75°C renferment plus d’énergie thermique que 200 g d’eau à 75°C. Ainsi, 250 g d’eau à 125 °C contiennent plus d’énergie thermique que 250 g d’eau à 70°C. Ce phénomène s’explique par le fait que l’agitation des particules est plus grande lorsque la température est plus élevée.

6.5. •Lorsque deux substances ayant des températures différentes sont mises en contact, la substance ayant la température la plus élevée transfèrera de l’énergie thermique à celle ayant une température plus basse, et ce, jusqu’à ce que la température des deux substances soit la même. Ce transfert d’énergie se nomme «chaleur».

6.6. •La chaleur se déplace toujours du système ayant la température la plus élevée vers celui ayant la température la plus basse.

6.7. •Par exemple, si l’on enfonce un pot d’eau ayant une température de 100°C dans un seau d’eau ayant une température de 50°C, l’énergie thermique sera transférée de l’eau du pot vers l’eau du seau, et ce, jusqu’à ce que le pot et le seau contiennent la même température d’eau.