Énergie et conversions
Formes d'énergie, conversions, chaîne énergétique, conservation et rendement.
Introduction
L'énergie existe sous différentes formes et peut se convertir d'une forme à une autre, mais elle se conserve toujours. Au Brevet, tu dois savoir identifier les formes d'énergie, tracer une chaîne énergétique et calculer un rendement. Les questions portent souvent sur des situations concrètes : centrales, appareils du quotidien, développement durable.
Points clés à retenir
- Formes d'énergie : cinétique, potentielle (gravitaire, chimique, nucléaire), thermique, électrique, lumineuse
- L'énergie se conserve : elle ne peut être ni créée ni détruite, seulement convertie
- Chaîne énergétique : schéma montrant les conversions d'énergie dans un système
- Rendement = énergie utile / énergie totale consommée (toujours ≤ 1 ou ≤ 100%)
- Les pertes sont principalement sous forme d'énergie thermique (chaleur)
- Sources d'énergie renouvelables (solaire, éolien, hydraulique) vs non renouvelables (fossiles, nucléaire)
Formules essentielles
Ec = ½ × m × v²Ep = m × g × hη = Eutile / Etotale (ou η = Putile / Ptotale)Etotale = Eutile + Eperdueη (%) = (Eutile / Etotale) × 100Exemples résolus
Une lampe consomme 60 J d'énergie électrique et produit 15 J de lumière. Calculer le rendement.
η = Eutile/Etotale = 15/60 = 0,25 = 25%. Les 45 J restants sont dissipés en chaleur.
Calculer l'énergie cinétique d'une voiture de 1200 kg roulant à 20 m/s.
Ec = ½ × m × v² = ½ × 1200 × 20² = ½ × 1200 × 400 = 240 000 J = 240 kJ.
Un objet de 2 kg est situé à 10 m de hauteur. Calculer son énergie potentielle (g = 9,8 N/kg).
Ep = m × g × h = 2 × 9,8 × 10 = 196 J.
Erreurs fréquentes à éviter
- ✗Confondre énergie (en Joules, J) et puissance (en Watts, W)
- ✗Oublier de mettre la vitesse au carré dans Ec = ½mv²
- ✗Penser qu'un rendement peut dépasser 100% (impossible à cause des pertes)
- ✗Confondre sources renouvelables et non renouvelables (le nucléaire est non renouvelable)
