L’énergie







Cours de physique – niveau classe de première S – partie « Lois et modèles – Formes et principe de conservation de l’énergie » 

  1. Notation et unité
  2. Définition
  3. Les formes élémentaires d’énergie
  4. Les autres formes d’énergie
  5. Sources d’énergie

Notation et unité

Une énergie se note avec la lettre E (toujours en majuscule), parfois accompagnée d’informations complémentaires :

  • un indice qui permet de préciser le type d’énergie ( par exemple Ec pour l’énergie cinétique, Em pour l’énergie mécanique….)
  • entre parenthèses le système auquel appartient l’énergie.

Ainsi Ec(voiture) désigne par exemple l’énergie cinétique d’une voiture.

Définition

L’énergie traduit la capacité du système qui la possède à effectuer une action.

C’est une notion assez abstraite car elle n’est pas observable ou mesurable directement, l’énergie peut seulement être exprimée à partir d’autre grandeurs. On sait seulement d’elle qu’elle ne peut être détruite mais qu’elle peut changer de forme et être transférée d’un système à un autre.

Les formes élémentaires d’énergie

Il existe de très nombreuses formes d’énergie mais elles dérivent toutes d’un nombre limité d’énergies élémentaires qui sont l’énergie du mouvement, de la masse et les énergies liées aux interactions fondamentales:

  • l’énergie cinétique
  • l’énergie gravitationnelle
  • l’énergie électrique
  • l’énergie magnétique
  • les énergie nucléaires (fortes et faibles)
  • l’énergie de masse ( qui à tout corps de masse m associé une énergie et dont l’expression a été établie par Albert Einstein : E=mc2)

Les autres formes d’énergie

Les autre formes d’énergies dérivent directement ou indirectement d’une ou plusieurs énergies élémentaires.

Par exemple:

  • l’énergie thermique reflète l’agitation microscopique (mouvements de translation et de vibration) des molécules et atomes , il s’agit donc d’une énergie cinétique.
  • l’énergie éolienne est l’énergie du vent, c’est à dire des mouvements de l’air, il s’agit donc d’une énergie cinétique.
  • l’énergie potentielle de pesanteur est liée à la force de pesanteur qui n’est elle-même qu’un cas particulier de la force de gravitation par conséquent c’est une énergie gravitationnelle.
  • l’énergie chimique est une énergie possédée par une espèce chimique en raison des de liaisons chimiques qu’elles comportent. Ces liaisons font intervenir des interactions électromagnétique par conséquent l’énergie chimique dérive des énergies électriques et magnétiques
  • une combustion est une transformation chimique par conséquent une énergie de combustion est une énergie chimique et donc dérivent aussi des énergies électriques et magnétiques.

Sources d’énergie

L’énergie est omniprésente dans tous les systèmes et substances qui nous entourent mais seules certaines énergies sont exploitables et les « réservoirs » qui les renferment constituent des sources d’énergie.



On peut en particulier distinguer :

  • Les combustibles chimiques (pétrole, charbon, gaz naturels, dihydrogène, bois, biocarburants issus de végétaux)
  • Les combustibles nucléaires (uranium 235, plutonium)
  • Les sources d’énergie mécanique comme l’air (vent) et l’eau (vagues, marée, cours et chutes d’eau, vapeur d’eau sous pression)
  • Les sources naturelles de chaleur (sources d’eau chaude exploitées par la géothermie, la lumière solaire)

 


Notions de seconde à réviser

  • La notion d’énergie n’est pas inscrite au programme de seconde, mais il en est question au collège

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