L’énergieL’énergie

Qu’est-ce que l’énergieQu’est-ce que l’énergie

C’est la capacité d'un système à produire un C’est la capacité d'un système à produire un travail (des actions) ou de provoquer un travail (des actions) ou de provoquer un changement. changement.

C'est une grandeur physique qui caractérise C'est une grandeur physique qui caractérise l'état d'un système.l'état d'un système.

L'énergie s'exprime en joules.L'énergie s'exprime en joules.(1 J = 1N x 1m) (1 J = 1N x 1m)

Qu’est-ce que l’énergie (suite)Qu’est-ce que l’énergie (suite)

L'énergie provient de différentes sources et L'énergie provient de différentes sources et elle peut prendre différentes formes : elle peut prendre différentes formes : chaleur, énergie musculaire, énergie chaleur, énergie musculaire, énergie mécanique, chimique, électrique, etc.mécanique, chimique, électrique, etc.

Loi de conservation de l’énergieLoi de conservation de l’énergie

L'énergie ne peut ni se créer ni se détruire L'énergie ne peut ni se créer ni se détruire mais uniquement se transformer d'une forme mais uniquement se transformer d'une forme à une autre ou être échangée d'un système à à une autre ou être échangée d'un système à un autre.un autre.

Exemple:Exemple:L’énergie potentielle d’une bille devient de L’énergie potentielle d’une bille devient de l’énergie cinétique lorsqu’elle tombe.l’énergie cinétique lorsqu’elle tombe.

Énergie mécanique =Énergie mécanique =Énergie potentielle + Énergie cinétiqueÉnergie potentielle + Énergie cinétique

(E(Emm = E = Epp + E + Ekk))

Relations entre les différents types Relations entre les différents types

d'énergiesd'énergies

Loi de conservation de l’énergieLoi de conservation de l’énergie(suite)(suite)

Ces transferts se produisent sans perte Ces transferts se produisent sans perte d’énergie dans un d’énergie dans un système isolésystème isolé..

↓↓

Un système qui n’échange pas d’énergie avec son

environnement.

Le rendement énergétiqueLe rendement énergétique

Le rapport entre l'énergie ayant la forme qui Le rapport entre l'énergie ayant la forme qui nous intéresse et l'énergie dépensée pour nous intéresse et l'énergie dépensée pour l'obtenir. l'obtenir.

C’est le pourcentage de l’énergie consommée C’est le pourcentage de l’énergie consommée qui a été transformé en énergie utile.qui a été transformé en énergie utile.

Rendement énergétique = Rendement énergétique = Quantité d’énergie utile (J)Quantité d’énergie utile (J) X 100 X 100

Quantité d’énergie consommée (J) Quantité d’énergie consommée (J)

Exemple de problèmeExemple de problèmePour effectuer un travail de 2 400 J. Une Pour effectuer un travail de 2 400 J. Une

machine consomme 12 000 J. Quel est le machine consomme 12 000 J. Quel est le rendement énergétique de cette machine ?rendement énergétique de cette machine ?

Rendement énergétique = Rendement énergétique = Quantité d’énergie utile (J)Quantité d’énergie utile (J) X 100 X 100Quantité d’énergie consommée Quantité d’énergie consommée

(J)(J)

Rendement énergétique = Rendement énergétique = 2 400 J 2 400 J X 100 X 100

12 000 J12 000 J

= 20 %= 20 %

L’énergie thermique (EL’énergie thermique (ETT))

L’énergie que possède une substance en L’énergie que possède une substance en raison de la quantité de particules qu’elle raison de la quantité de particules qu’elle contient et de leur agitation.contient et de leur agitation.

Température:Température:La mesureLa mesure du degré du degré d’agitation des particules d’agitation des particules d’une substance.d’une substance.

L’énergie thermique (suite)L’énergie thermique (suite)

Chaleur (Q):Chaleur (Q):

C’est le processus de transfert d’énergie C’est le processus de transfert d’énergie thermique causé par une différence de thermique causé par une différence de température entre un objet et son température entre un objet et son environnement (ou entre deux milieux).environnement (ou entre deux milieux).

Exemple: verre d’eau avec glaceExemple: verre d’eau avec glace

L’eau dégage de la chaleur que la glace L’eau dégage de la chaleur que la glace absorbe. Ce transfert d’énergie thermique absorbe. Ce transfert d’énergie thermique provoque une diminution de la provoque une diminution de la température de l’eau et le changement de température de l’eau et le changement de phase de la glace.phase de la glace.

L’énergie thermique (suite)L’énergie thermique (suite)

La chaleur est présente dans un système La chaleur est présente dans un système uniquement lorsqu’il n’y a pas équilibre uniquement lorsqu’il n’y a pas équilibre thermique (donc lorsqu’il y a une variation thermique (donc lorsqu’il y a une variation d’énergie):d’énergie):

Q Q = = ∆∆EETT

∆∆EETT : : VariationVariation de l’énergie de l’énergie (J)(J)

oùoù Q Q : Chaleur (J): Chaleur (J)

Calcul de la chaleur absorbée ou dégagéeCalcul de la chaleur absorbée ou dégagée

Q = m c ∆T

Q : Chaleur transférée (J)

m : Masse de la substance (g)

c : Capacité thermique massique (J / g oC) p.75 dans le manuel

∆T : Variation de la température (oC)

ExempleExemple

Compare la quantité de chaleur impliquée Compare la quantité de chaleur impliquée dans les situations suivantes:dans les situations suivantes:

a)a) Un bécher contenant 100 g d’eau passe de Un bécher contenant 100 g d’eau passe de 20 20 ooC à 44 C à 44 ooC.C.

b)b) Un bécher contenant 100 g d’éthylène glycol Un bécher contenant 100 g d’éthylène glycol passe de 20 passe de 20 ooC à 44 C à 44 ooC.C.

Q = m c ∆T

EauEau

m = 100 gm = 100 g

c = 4,19 J / g c = 4,19 J / g ooCC

∆∆T = 44 T = 44 ooC – 20 C – 20 ooCC

= 24 = 24 ooCC

Q = 100 g x 4,19 Q = 100 g x 4,19 J J x 24 x 24 ooCC g g ooCC

Éthylène glycolÉthylène glycol

Q = m c ∆T

EauEau

m = 100 gm = 100 g

c = 4,19 J / g c = 4,19 J / g ooCC

∆∆T = 44 T = 44 ooC – 20 C – 20 ooCC

= 24 = 24 ooCC

Q = 100 g x 4,19 Q = 100 g x 4,19 J J x 24 x 24 ooCC g g ooCC

Éthylène glycolÉthylène glycol

Q = m c ∆T

EauEau

m = 100 gm = 100 g

c = 4,19 J / g c = 4,19 J / g ooCC

∆∆T = 44 T = 44 ooC – 20 C – 20 ooCC

= 24 = 24 ooCC

Q = 100 g x 4,19 Q = 100 g x 4,19 J J x 24 x 24 ooCC g g ooCC

Éthylène glycolÉthylène glycol

Q = m c Q = m c ∆∆TT

EauEau

m = 100 gm = 100 g

c = 4,19 J / g c = 4,19 J / g ooCC

∆∆T = 44 T = 44 ooC – 20 C – 20 ooCC

= 24 = 24 ooCC

Q = 100 g x 4,19 Q = 100 g x 4,19 J J x 24 x 24 ooCC g g ooCC

Q = 10 056 JQ = 10 056 J

Éthylène glycolÉthylène glycol

m = 100 gm = 100 g

c = c = 2,202,20 J / g J / g ooCC

∆∆T = 44 T = 44 ooC – 20 C – 20 ooCC

= 24 = 24 ooCC

Q = 100 g x 2,20 Q = 100 g x 2,20 J J x 24 x 24 ooCC g g ooCC

Q = 5 280 JQ = 5 280 J

Si la variation de température est Si la variation de température est négative négative la substance a perdu de la substance a perdu de l’énergie thermique (l’énergie thermique (dégagement de dégagement de chaleurchaleur))

Si la variation de température est Si la variation de température est positivepositive la substance a gagné de la substance a gagné de l’énergie thermique (l’énergie thermique (absorption de absorption de chaleurchaleur))

Énergie électriqueÉnergie électrique

C’est la quantité C’est la quantité d’énergie consommée d’énergie consommée par un par un appareil.appareil.

Elle dépend de la puissance et du temps Elle dépend de la puissance et du temps d’utilisation.d’utilisation.

E : Énergie (J)E : Énergie (J)

P : Puissance (watts)P : Puissance (watts)

∆∆t : Variation de temps (s)t : Variation de temps (s)

E = P E = P ∆t ∆t Peut aussiPeut aussi

s’exprimer ens’exprimer enkWhkWh

La puissanceLa puissance

La puissance est le La puissance est le rythmerythme auquel un auquel un

appareil électrique consomme de l’appareil électrique consomme de l’énergieénergie..

((taux de transformation de l’énergietaux de transformation de l’énergie) )

EE

∆∆ttP = P =

Plus un appareil Plus un appareil est puissant,est puissant,

plus il travaille plus il travaille rapidementrapidement

Les formes d’énergieLes formes d’énergie

Il existe 2 grandes catégories d’énergie:Il existe 2 grandes catégories d’énergie:Énergie cinétiqueÉnergie cinétique

→→

→ → Énergie potentielleÉnergie potentielle

→→

→→

→→

liée au mouvement d’un corpsliée au mouvement d’un corps

dépends de la vitesse de l’objetdépends de la vitesse de l’objet

emmagasinée dans un corpsemmagasinée dans un corps

dépends de la masse de l’objetdépends de la masse de l’objet

dépends de la hauteur de l’objetdépends de la hauteur de l’objet