Didactique des sciences et technologies I (SNP 113) Brahim El Fadil Brahim.elfadil@usherbrooke.ca Cours 6 : 23 octobre

Plan Retour sur la sortie éducative Types d’énergie Transfert et transformation de l’énergie Lecture Consignes pour l’examen

Reproduction chez les plantes à fleurs

Types d’énergie Définition de l’énergie L'énergie est la capacité de provoquer un changement ou d’effectuer un travail. Exemple: le changement d'état de la matière, le déplacement d’un objet (effectuer un travail entraînant un mouvement), l’échange de chaleur (chauffer ou refroidir) ou présence de la lumière. Unité de mesure de l’énergie: dans le Système international d'unités, l'énergie s'exprime en joule, qu’on note (J). On peut également exprimer l’énergie en calorie (cal). L’instrument de mesure de l’énergie dépend du domaine scientifique ou industriel, mais en éducation, on utilise le calorimètre.

Les manifestations naturelles de l'énergie Dans la nature, l'énergie se manifeste sous plusieurs formes. L'homme a développé des moyens servant à transformer les manifestations naturelles de l'énergie en énergie utile. En effet, l’Homme a transformé l’énergie hydraulique et solaire afin de combler ses besoins quotidiens. Sources d’énergie Une source d'énergie est un phénomène naturel ou artificiel qui produit de l'énergie. Une forme d'énergie est une manifestation de la présence d'énergie à un endroit donné.

Sources d’énergie ( 2 catégories) Définitions Une ressource énergétique renouvelable est une ressource qui n'est pas détruite lors de son utilisation et/ou qui possède la capacité de se renouveler naturellement au moins à la même vitesse qu'elle est utilisée. Une ressource énergétique non renouvelable est une ressource qui est détruite lors de son utilisation et/ou qui se renouvelle plus lentement que la vitesse avec laquelle on l'utilise.

Ressources renouvelables L’exploitation d'une ressource renouvelable se fait moins rapidement que son renouvellement. Certaines ressources renouvelables: énergie solaire, éolienne, hydraulique, marémotrice, des vagues et des courants, biomasse et géothermique. Védio sur les énergies renouvelables: https://www.youtube.com/watch?v=7HcS6pPo9aQ

Ressources non renouvelables Ce type de ressource se renouvelle moins rapidement que l’exploitation qu’on en fait.  Au primaire, on se limite aux deux ressources suivantes : énergie fissile et énergie nucléaire. Vidéo sur les ressources non renouvelables : https://www.youtube.com/watch?v=xZKob9HeebE Piste de réflexion pour éviter le gaspillage de l’énergie: bien choisir sa voiture. Observez et discutez le vidéo suivant : https://www.youtube.com/watch?v=5JUhJjV7y54

Autres formes d’énergie dans la nature L’énergie thermique est l'énergie associée au mouvement désordonné des particules contenues dans une substance. Lorsque l’agitation des particules est captée par les thermomètres, cette mesure indique la température. Cette énergie est associée aux mouvements des particules dans la substance selon leur état État solide: les particules vibrent seulement État liquide: les particules vibrent et tournent. État gazeux: les particules vibrent, tournent et se déplacent en lignes droites.

Autres formes d’énergie dans la nature L’énergie chimique est la forme d'énergie emmagasinée dans les liaisons chimiques qui unissent les atomes d'une molécule. Exemples: La chaleur libérée pendant la combustion L’énergie stockée dans les aliments qu’on consomme. Les sucres produits par la photosynthèse. L’énergie électromagnétique: micro-ondes, téléphone, TV, radio, rayons X, etc. L’énergie sonore: sons, musique, etc.

Autres formes d’énergie dans la nature Énergie mécanique : très présente en éducation L'énergie mécanique est la somme des formes d'énergies liées au mouvement d'un corps, à sa position dans l'espace et à son élasticité.  L’énergie liée au mouvement est appelée énergie cinétique L’énergie liée à la position est appelée énergie potentielle gravitationnelle L’énergie liée à l’élasticité d’un corps (ressort ou élastique) est appelée l’énergie potentielle élastique.

Énergie mécanique élastique

Transferts et transformations d'énergie L'énergie ne reste pas constamment au même endroit et sous la même forme. Elle peut se déplacer d'un endroit à l'autre; elle peut aussi passer d'une forme à une autre. Ainsi, il n'y a jamais destruction ou création de l'énergie. C'est la loi de la conservation de l’énergie (énoncée par Lavoisier): ‘rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme’. En d’autres mots, la loi de la conservation de l'énergie stipule que l'énergie ne peut pas être créée ni détruite. Elle ne peut être que transformée d'une forme à une autre ou transférée d'un endroit à l'autre.  Transfert d’énergie: Un transfert d'énergie est le déplacement de l'énergie d'un endroit à un autre sans modification de la forme d'énergie concernée. Exemples: L’énergie mécanique du cycliste (le pédalier transmet l’énergie mécanique du cycliste au vélo) (mécanique  mécanique) L’énergie thermique produite par la combustion se propage dans toute la maison (thermique  thermique)

Transferts et transformations d'énergie Une transformation d'énergie est le passage de l'énergie d'une forme à une autre.  Exemples: Transformation de l’électricité en lumière Transformation de l’énergie chimique (stockée dans les piles) en électricité Photosynthèse: transformation de l’énergie lumineuse en énergie chimique (sucre) Transformation de l’énergie électromagnétique et électrique en énergie sonore ou lumineuse (téléphone).

Atelier sur l’énergie: discussion et expérimentation Voir Atelier discussion et expérimentation dans la page des notes de cours dans le site snp113elfadil.weebly.com

Consignes pour l’examen La partie sur l’énergie n’est pas incluse à l’intra. Elle fera partie de l’examen final. Retour sur l’article à lire: LE CONSTRUCTIVISME EN TERMES SIMPLES