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1 Nom :.. Prénom :.. Classe :. Activité ① OBJECTIFS Connaître les différentes sources d énergie. Citer les différentes formes d énergie. 1- Sources d énergie Les matières ou objets susceptibles de fournir de l énergie s appellent des sources d énergie. Les physiciens ont classé les sources d énergie en deux catégories : - Les sources d énergie renouvelables. - Les sources d énergie non renouvelable. Sources renouvelables Energie solaire Le rayonnement solaire est indispensable à la vie (photosynthèse). On exploite ce rayonnement pour fabriquer de l électricité (panneaux photovoltaïques) ou chauffer l eau (panneaux solaires thermiques). Energie éolienne Le vent est exploité depuis longtemps (moulin à vent, bateau à voile). Depuis peu on utilise cette énergie pour fabriquer de l électricité (éolienne). Energie géothermique Elle est issue de la chaleur régnant dans le sous sol de la Terre. On l exploite pour chauffer des locaux. Energie hydraulique Energie produite qu avec des barrages ou des moulins à eau. Elle est contenue dans le mouvement naturel de l eau des rivières. La biomasse Décomposition de ces végétaux par des bactéries pour fabriquer des gaz combustibles. (Méthane). Sources non renouvelables Sources fossiles Une énergie issue de la décomposition de matières organiques enfouies depuis plusieurs millions d année dans le sous-sol de la Terre. Charbon : Roche de couleur noir. Riche en carbone. C est de l anthracite. Pétrole : Liquide visqueux se trouvant dans certaines states du sous sol. Il résulte de la transformation lente de matières organiques sous l effet de la pression et de la température. Gaz : Combustible fossile constitué d un mélange d hydrocarbure gazeux. Energie nucléaire L uranium est utilisé comme combustible dans les centrales nucléaires. Il est extrait d un minéral dont les principaux gisements se trouvent en Afrique, Australie, Russie et Amérique du Nord. 1

2 2- Les formes d énergie De même qu il existe différentes sources d énergie, il existe différente formes d énergie qu on peut identifier à une forme de stockage de l énergie. Energie électrique L électricité est due à un déplacement d électrons dans un conducteur métallique. Energie lumineuse La lumière peut être assimilée à des grains appelée photons. Chaque photon transporte de l énergie. Energie mécanique : Il existe deux formes d énergie mécanique. Energie cinétique (E C ) C est une forme d énergie dépendant de la vitesse et de la masse du corps. (Plus grande est la vitesse, plus le corps possède de l énergie cinétique) Energie potentielle : C est une forme d énergie dépendant de la position du corps. (Une pomme dans un arbre possède une énergie potentielle inférieure à cette même pomme en haut de la tour Eiffel). Energie thermique : Energie due à l agitation moléculaire. Plus les molécules sont agitées plus elles ont de l énergie. Cela se traduit par une augmentation de la température. Energie chimique : Energie due aux réactions chimiques. En fonction de la nature des réactions, certaines libèrent de l énergie (combustion d un gaz) et d autres absorbent de l énergie. Cinq formes d énergie sont utilisées ; se sont des formes de stockages. Le passage de l une à l autre s appelle un transfert d énergie. Remarque : L énergie nucléaire est aussi une forme d énergie. Exemples : La combustion du bois c est un transfert d énergie chimique en énergie thermique. Le fonctionnement d un moteur électrique, c est un transfert d énergie électrique en énergie mécanique + énergie thermique 2

3 Activité 2 OBJECTIFS Construire une chaîne énergétique, faire son bilan et calculer son rendement. Connaître la grandeur et l unité de la puissance et appliquer la formule E = P t 1- Chaîne énergétique Une chaîne énergétique permet donc de faire le bilan énergétique d un convertisseur d énergie. Pour faire un schéma d une chaîne énergétique il faut identifier : - Le convertisseur d énergie. - L énergie absorbée par ce convertisseur. (Carburant pour le faire fonctionner) - L énergie utile produite par ce convertisseur. - L énergie perdue par ce convertisseur à l environnement. Énergie Absorbée CONVERTISSEUR D ÉNERGE Énergie Utile La flèche ( ) signifie «donne». PERTES Énergie Perdue Ex n 1 : Compléter cette chaîne énergétique 3

4 Ex n 2 : Représenter la chaîne énergétique d un moteur électrique 2- Principe de conservation de l énergie L énergie d un système isolé se conserve, aucune énergie ne se perd ou ne se crée spontanément mais elle se transforme d une forme à une autre. La quantité totale d énergie d un système isolée reste constante. Ce principe est important car il veut dire concrètement qu on ne peut fabriquer plus d énergie qu on en possède. Bilan d une chaîne énergétique : Application : Faire les bilans énergétiques de ces deux chaînes proposées. Chaîne 1 Chaîne 2 4

5 3- Rendement d un convertisseur d énergie On se rend bien compte que l énergie utile est inférieure à l énergie absorbée, car il y a des pertes sous forme de chaleur. Pour mesurer l efficacité d un système on fait intervenir la notion de rendement. Le rendement (R) d un convertisseur est le quotient entre l énergie utile (E utile ) et l énergie absorbée (E absorbée ). ou Ce nombre s exprime sans unité et sera toujours compris entre 0 et 1. Plus R sera proche de 1 meilleur sera le convertisseur car cela veut dire que les pertes sont minimales. Le rendement R peut être exprimé en pourcentage (%) : Un convertisseur est parfait si convertisseur. mais on ne peut fabriquer de tel Application : Calculer le rendement de cette ampoule. 5

6 4- Puissance - Energie Un appareil puissant fournit beaucoup d énergie par unité de temps. La puissance consommée par un convertisseur d énergie est l énergie qu il consomme par unité de temps. ou Symbole P E t Grandeur Puissance Energie Temps Unité internationale Watt (W) Joules (J) seconde (s) Unité usuelle Watt Watt.heure heure (W) (W.h) (h) Remarque : Multiples possibles. Le kilowatt (kw) : 1 kw Watt Le kilo.watt.heure (kwh) : 1 kwh W.h Application : Une lampe de bureau de puissance fonctionne pendant mn. 1 Donner la puissance de la lampe. 2 Convertir le temps en secondes. 3 Convertir le temps en heure. 4 Quelle énergie électrique consomme-t-elle? Exprimer votre résultat en Joules et Watt.heure et kilo.watt.heure. 6

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