Cours : Les différentes formes d’énergie

Définition de l’énergie

Définition

Énergie :

L’énergie est une force que l’on peut utiliser ou stocker et qui permet de déplacer les objets, de chauffer, d’éclairer et de communiquer.

On utilise de l’énergie en permanence dans notre quotidien :

• pour se chauffer ;
• pour éclairer ;
• pour déplacer des objets ;
• pour communiquer ;
• mais l’énergie peut aussi être stockée.

Nous allons maintenant décrire les principales formes d’énergie.

Les différentes formes d’énergie

L’énergie de mouvement

Définition

Énergie de mouvement :

Un objet qui est en mouvement possède de l’énergie qui dépend de sa masse et de sa vitesse.

À vitesse égale, plus la masse de l’objet est grande plus l’énergie de mouvement est grande.

Expérience :
On laisse tomber de la même hauteur une boule en plastique et une boule de pétanque sur une plaque de pâte à modeler, elles ont donc la même vitesse. Lors de l’impact des deux boules sur la pâte à modeler, la boule de pétanque laisse une trace plus importante et profonde dans la pâte à modeler par rapport à la boule en plastique.

• En effet, la masse de la boule de pétanque est bien plus importante que la boule en plastique et a une énergie de mouvement plus grande.

En conservant sa masse, plus la vitesse de l’objet est grande plus l’énergie de mouvement est grande.

Expérience :
On laisse tomber de hauteurs différentes deux boules en plastique identiques sur une plaque de pâte à modeler. Lors de l’impact des deux boules sur la pâte à modeler à vitesses différentes, une des deux boules laisse une trace plus importante et profonde dans la pâte à modeler, c’est celle qui a été lâchée d’une plus grande hauteur.

• En effet la vitesse de cette boule est bien plus importante que l’autre boule et a donc une énergie de mouvement plus grande.

Enfin, si simultanément la masse et la vitesse de l’objet augmentent alors l’énergie de mouvement de l’objet augmente.

À retenir

Un objet ayant une masse ou une vitesse importante aura une énergie de mouvement importante et inversement.

L’énergie thermique

Définition

Énergie thermique :

L’énergie thermique est l’énergie liée à la température : plus la température d’un objet est grande plus l’énergie thermique de l’objet est grande.

De l’énergie thermique est libérée d’un objet à un autre si une différence de température entre deux corps existe.

Exemple

Lorsqu’on place un glaçon dans un verre d’eau, de l’énergie thermique passe de l’eau au glaçon et il fond. Lorsqu’on brûle du bois dans la cheminée, de l’énergie thermique est transférée à l’air de la pièce.

Astuce

Il ne faut pas confondre chaleur et température :

• la chaleur est le transfert de l’énergie thermique ;
• la température est propre à un corps, elle se mesure en degré Celsius $(\degree\text{C})$.

L’énergie électrique

Définition

Énergie électrique :

L’énergie électrique est liée aux phénomènes électriques comme la circulation du courant électrique.

Plus la circulation électrique est grande, plus l’énergie électrique est grande.

Exemple

• Les fils à haute tension permettent au courant électrique de circuler donc ils transfèrent de l’énergie électrique.
• Lors d’orages, de l’énergie électrique est transféré des nuages au sol par les éclairs.
• Les piles délivrent de l’énergie électrique lors de leur utilisation.
• Les batteries des téléphones ou des ordinateurs portables délivrent de l’énergie électrique et nous permettent de communiquer.

L’énergie lumineuse

Définition

Énergie lumineuse :

C’est la quantité d’énergie transportée par les rayons de lumière émis par le Soleil ou les ampoules électriques.

Exemple

L’énergie lumineuse transmise par les rayons du Soleil permet de voir sans autre source de lumière. L’énergie lumineuse d’une ampoule électrique lui permet d’éclairer une pièce.

L’énergie lumineuse des rayons du Soleil peut être récupérée et convertie en électricité par des panneaux photovoltaïques.

L’énergie chimique

Définition

Énergie chimique :

L’énergie chimique est l’énergie qui est contenue dans la matière et qui peut être mise en évidence lors de réactions chimiques.

Exemple

Les piles électriques, qui contiennent de l’énergie chimique, sont le siège de réactions chimiques.
L’essence contient de l’énergie chimique qui est libérée lors de sa combustion.
Les aliments qui nous nourrissent contiennent de l’énergie chimique.

Expérience :
On laisse un verre d’eau à température ambiante pendant quelques heures afin que sa température reste constante. On plonge un thermomètre dans l’eau est on note la température : $19\degree\text{C}$.
On verse ensuite 2 cuillères à soupe de sel tout en remuant afin que le sel se dissolve. Au bout de quelques secondes on remarque que la température du mélange a diminué de $1\degree\text{C}$.

• La dissolution du sel dans l’eau est une réaction chimique qui a demandé de l’énergie à l’eau pour qu’elle se réalise. Ce transfert d’énergie chimique a créé un refroidissement du mélange.