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Journée EDD 28 mars 2012 Lycée clément ADER Tournant en Brie Samuel VIOLLIN IA-IPR STI Créteil 1.

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1 Journée EDD 28 mars 2012 Lycée clément ADER Tournant en Brie Samuel VIOLLIN IA-IPR STI Créteil 1

2 Samuel VIOLLIN IA-IPR STI Journée EDD Lycée Clément ADER 28 mars 2012 Lénergie apparaît comme la capacité que possède un système à produire un effet sur son environnement, à en modifier une grandeur physique. lénergie, cest quoi ?: Lorsque lon dit dune personne quelle est énergique…on qualifie sa capacité à « faire bouger les choses », à agir sur son environnement. Cette définition reste valable en physique Lunité pour quantifier lénergie est le Joule 2

3 Samuel VIOLLIN IA-IPR STI Journée EDD Lycée Clément ADER 28 mars 2012 lénergie, cest quoi ?: 3 Il faut de lénergie pour modifier une grandeur physique liée à un système Par exemple, il faut de lénergie pour : modifier la température de leau dans une casserole, modifier la vitesse dun mobile, modifier le courant dans un circuit électrique, modifier laimantation dans un barreau de fer, etc. En fonction de la nature de la grandeur physique modifiée, on parle de différentes formes dénergie. Cest toujours la même unité, le Joule

4 Samuel VIOLLIN IA-IPR STI Journée EDD Lycée Clément ADER 28 mars 2012 Energie électrique : mesurée par une tension ou un courant Energie mécanique: mesurée par une vitesse, une force, un couple On qualifie la forme dénergie en fonction de la grandeur physique modifiée Forme dénergie: Energie magnétique: mesurée par le champ B Energie thermique : mesurée par une température Énergie rayonnante: mesurée par lintensité de lémission 4 Energie mécanique Energie électrique MOTEUR W1W1 W2W2 On peut passer dune forme dénergie à une autre forme dénergie grâce à un convertisseur, par exemple : Convertir Energie thermique W3W3 W 1 =W 2 +W 3 Lénergie ne se perd pas. Elle se transforme

5 Samuel VIOLLIN IA-IPR STI Journée EDD Lycée Clément ADER 28 mars 2012 lénergie, cest quoi ?: La grandeur physique modifiée est un indicateur de lénergie que possède un système Mais pour quantifier lénergie dun système, il faut également tenir compte de ses propriétés intrinsèques Pour lair sec, il faut apporter une énergie de 1005 Joules pour modifier de 1 degré une masse de 1kg Pour leau, il faut apporter une énergie de 4185 Joules pour modifier de 1 degré 1 kg deau 5

6 Samuel VIOLLIN IA-IPR STI Journée EDD Lycée Clément ADER 28 mars 2012 Exemple de modification dun état physique Masse de la voiture 800 kg Vitesse initiale nulle Energie cinétique nulle Masse du Camion kg Vitesse initiale nulle Energie cinétique nulle Apport dénergie Changement détat la vitesse augmente Masse de la voiture 800 kg Vitesse finale 10 m/s Energie cinétique 40 kJ Masse du Camion kg Vitesse finale 10 m/s Energie cinétique finale 1600 kJ Lénergie thermique générée par la combustion de lessence est convertie en énergie cinétique par le moteur et en pertes sous forme de chaleur 6

7 Samuel VIOLLIN IA-IPR STI Journée EDD Lycée Clément ADER 28 mars 2012 Doù vient lénergie ? On obtient lénergie à partir de sources dénergie primaire: Cest l'ensemble des produits énergétiques non transformés. Ce sont dune part : les produits fossiles comme le pétrole brut, les schistes bitumineux, le gaz naturel, les combustibles minéraux solides, et l'énergie tirée de la fission de l'uranium, et dautre part : les sources dénergie renouvelable comme la biomasse, le rayonnement solaire, l'énergie hydraulique, l'énergie du vent, la géothermie (à partir dune proposition INSEE) 7

8 Samuel VIOLLIN IA-IPR STI Journée EDD Lycée Clément ADER 28 mars 2012 Bruleur Source dénergie primaire Pétrole Transformer par combustion Énergie secondaire sous forme de chaleur Alimentation du procédé par injection Joules Pertes Déchets sous forme de gaz et de suies et de chaleur Source dénergie primaire kilogrammes Après transformation de la Source dénergie primaire on obtient de lénergie secondaire en Joules Doù vient lénergie ? On obtient lénergie à partir de transformations de sources dénergie primaire: 8

9 Samuel VIOLLIN IA-IPR STI Journée EDD Lycée Clément ADER 28 mars 2012 lénergie: de la source à lusage Source dÉnergie primaire Énergie secondaire Énergie finale Convertisseur Convertir Source dénergie Primaire Pétrole Brut Transformer Pertes Système de transformation Transporter Procédé Utiliser lénergie pour le procédé Réseau Pertes Joules Matières Énergie utile Pétrole A chaque étape du procédé énergétique, il y a des pertes. Il faut en tenir compte dans la réflexion globale sur lénergie 9 Centrale thermique Réseau électrique bouilloire Obtention du thé

10 Samuel VIOLLIN IA-IPR STI Journée EDD Lycée Clément ADER 28 mars 2012 On dit de quelquun quil est puissant, sil est capable de modifier RAPIDEMENT son environnement Notion de puissance: On retrouve cela pour les systèmes. On mesure la puissance dun système par sa capacité à fournir rapidement de lénergie. Puissance = Variation dénergie Variation de temps Watt seconde Joule Variation dénergie =Puissance x Variation de temps Watt seconde Joule Lénergie se mesure également en Watt.heure (égal à 3600 Joules) ou ses multiples, KW.h, MW.h, GW.h Une tranche de centrale nucléaire à une puissance denviron 1 GW 10

11 Samuel VIOLLIN IA-IPR STI Journée EDD Lycée Clément ADER 28 mars 2012 La puissance dun système Masse de la voiture 800 kg Vitesse initiale nulle Energie cinétique nulle Masse du Camion kg Vitesse initiale nulle Energie cinétique nulle Masse de la voiture 800 kg Vitesse finale 10m/s Energie cinétique 40 kJ Masse du Camion kg Vitesse finale 10m/s Energie cinétique finale 1600 kJ Le camion et la voiture roule ensemble. Pendant le même temps le moteur du camion a apporté plus dénergie, il est plus puissant. 11

12 Samuel VIOLLIN IA-IPR STI Journée EDD Lycée Clément ADER 28 mars 2012 Lunité dénergie est le Joule. Dans lusage commun, des unités pratiques sont utilisées en rapport avec lusage par exemple le kW.h Pour comparer lénergie fournie par différentes sources dénergie on les ramène souvent à lénergie obtenue par la combustion dune tonne de pétrole. On obtient une unité déquivalence baptisée « tonne équivalent pétrole », la « tep » Notion de TEP, tonne équivalent pétrole Nature de combustible Énergie dégagée par la combustion d'une tonne, en Giga Joules 1 tonne de ce combustible vaut, en tonne équivalent pétrole (en tep) Pétrole brut, gazole421,000 Essence441,048 Charbon260,619 GPL461,095 1 MW.h électrique dorigine géothermique = 0,860 tep 1 MW.h électrique dorigine nucléaire= 0,260 tep 12


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