Énergie

L'énergie est ce qu'il faut apporter à un système (par exemple, un objet) pour le faire changer d'état.

Par exemple, l'énergie mécanique peut mettre un objet en mouvement, modifier sa vitesse ou sa trajectoire tandis que l'énergie thermique modifie la température d'un objet.

Formes (ou natures) de l'énergie

L'énergie peut se manifester dans divers domaines :

    • énergie mécanique :
      • énergie potentielle : énergie que possède un corps du fait de sa position (altitude) dans un champ gravitationnel ;
      • énergie cinétique : énergie que possède un corps du fait de son mouvement ;
      • énergie acoustique...
    • énergie rayonnante (ou radiative) :
      • énergie lumineuse ;
      • énergie thermique ou calorifique (chaleur) ;
      • énergie électromagnétique ;
    • énergie électrique ;
    • énergie chimique ;
    • énergie nucléaire...

Unités de mesure

Dans le système international d'unités (SI), l'unité d'énergie est le joule (son symbole est J). Mais l'énergie se mesure aussi couramment :

    • en kilowatts-heures (kWh), unité utilisée notamment par les fournisseurs d'énergie électrique pour établir les factures de leurs abonnés ;
    • en calories (cal), unité utilisée en diététique ;
    • en tonnes d'équivalent pétrole (tep), unité utilisée dans l'industrie ou en économie.

Appareils de mesure

La mesure de l'énergie n'est pas toujours aisée.

    • l'énergie électrique se mesure à l'aide d'un compteur d'énergie, tel que celui qui est installé au départ des installations électriques des maisons d'habitation ;
    • les échanges de chaleur se mesurent avec un calorimètre...

Exemples de quantités d'énergie

    • Pour élever une masse de 1 kilogramme (1 kg) d'une hauteur de 1 mètre (1 m), il faut lui apporter une quantité d'énergie d'environ 10 joules (10 J).
    • Pour élever la température d'une masse de 1 gramme (1 g) d'eau de 1 degré Celsius (1 °C), il faut lui apporter une quantité d'énergie d'environ 4,18 joules (4,18 J).
    • La combustion d'un gramme de pétrole « moyen » dégage environ 41,8 kJ sous forme de chaleur.

Énergie et puissance

L'énergie et la puissance sont liées par le temps.

1 joule (1 J) correspond à une puissance de 1 watt (1 W) mise en œuvre pendant 1 seconde (1 s) : 1 J = 1 W × 1 s.

Problématiques liées à l'énergie

Les questions du stockage et du transport de l'énergie sont très importantes pour les activités humaines notamment pour compenser le caractère intermittent de la production des énergies renouvelables.

L'énergie ne peut ni se créer ni disparaître. Au sens de la physique, il n'y a donc pas de sources d'énergie, ni d'énergies renouvelables ni de pertes d'énergie. La problématique de l'énergie repose donc sur celle de sa transformation. Celle-ci peut s'opérer de plusieurs façons : l'énergie interne d'un système change de forme ou bien un système transmet son énergie à un autre. Par exemple, dans un véhicule à moteur thermique (essence, gazole...) : le moteur produit de l'énergie thermique grâce à la combustion du carburant puis il la transforme en énergie mécanique qui est ensuite transmise aux roues pour déplacer le véhicule. Une grande partie de l'énergie thermique produite n'est pas convertie en énergie utile mais perdue dans l'environnement.

Voir aussi :