Physique : L`énergie
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Enseignement secondaire 2015-2016 Physique : L'énergie 1. L'énergie et les transformations Il existe différentes sources d’énergie : les matières premières et les phénomènes naturels. Les premières fournissent les énergies dites fossiles alors que les autres fournissent les énergies dites renouvelables. Les énergies fossiles proviennent de la combustion de matières premières comme le charbon, le pétrole ou encore le gaz naturel. Ces combustibles se sont élaborés durant des centaines de millions d’années. C’est pourquoi on les appelle les combustibles fossiles et l’énergie ainsi produite est l’énergie fossile. Les réserves en matières premières sont abondantes, mais malheureusement non renouvelables. Le gaz naturel est le moins polluant des combustibles fossiles, car sa combustion émet moins de particules et produit moins de CO2. L’énergie nucléaire provient également d’une matière première qui est l'uranium, c’est donc une énergie fossile. Cependant, on la considère comme une alternative aux autres énergies fossiles car elle n'émet pas de CO2 et offre une certaine indépendance énergétique même si elle suscite des problèmes de sécurité et de stockage des déchets radioactifs. Les énergies renouvelables, comme leur nom l’indique, ne sont pas tarissables au contraire des énergies fossiles. Appelées aussi énergies propres car provenant des phénomènes naturels (vent, rayonnement solaire), leur exploitation est en plein essor : elles ne permettent pas encore de remplacer les autres sources d’énergie, mais elles offrent la possibilité de réduire de façon significative l’utilisation des combustibles fossiles. L’électricité fournit par l’énergie hydraulique porte le nom d'hydroélectricité. Les centrales hydrauliques convertissent l’énergie des cours d’eau, des chutes d’eau et même des marées pour constituer une source d’énergie inépuisable. Elles n'émettent pas de dioxyde de carbone. En revanche, les conséquences sur le milieu aquatique ou l'environnement en général peuvent être importantes, notamment si la construction d'un barrage conduit à l'inondation de terres sur grande superficie. L'énergie éolienne est dite verte. Elle est promise à un bel avenir au vu de son caractère inépuisable (capter un millième de l'énergie éolienne disponible sur Terre permettrait théoriquement de subvenir à la totalité des besoins mondiaux en électricité). Cependant, elle reste à l’heure actuelle assez capricieuse puisqu’elle dépend de la force des vents et pose des problèmes de surface au sol et de nuisances sonores et visuelles. Pr. Iacobellis 1 L’énergie lumineuse du soleil est recueillie grâce à des capteurs sur des panneaux solaires et est convertie en énergie électrique (solaire photovoltaïque) ou thermique (solaire thermique, comme pour les chauffe-eaux solaires). Le principe de l'énergie géothermique consiste à e exploiter le flux géothermique naturel à la surface du globe. En général, ce flux est assez faible et nécessite des dispositifs importants (forage…) pour pouvoir être capté. Ce type d’énergie ne dépend pas des conditions atmosphériques et a donc l’avantage d’être quasi continu. L’énergie de la biomasse est produite par combustion directe de matière biologique comme le bois ou par conversion en biocarburants. Même si la combustion produit des gaz à effet de serre, la biomasse reste une énergie renouvelable : la croissance des arbres absorbe autant de CO 2 que leur combustion n'en libère dans l'atmosphère. A l'aide du schéma ci-dessous et du texte ci-dessus, explique les différentes transformations d'énergie. Réponse : Pr. Iacobellis 2 Stockée dans les objets, les molécules, les atomes, l’énergie se manifeste de multiples façons. Mais qu’elle soit mécanique, cinétique, thermique, chimique, rayonnante ou encore nucléaire, l'énergie peut se convertir d’une forme à une autre. Nous allons détailler ces transformations. 2. Energie potentielle et cinétique L’énergie cinétique est l’énergie du mouvement. Plus la vitesse d’un objet est grande, plus son énergie cinétique est importante. L’énergie des cours d’eau (énergie hydraulique) et celle du vent (énergie éolienne) sont des énergies cinétiques. Elles peuvent être transformées en énergie mécanique (moulin à eau, moulin à vent, pompe reliée à une éolienne) ou en électricité, si elles entraînent un générateur. L’énergie mécanique, associée aux objets est la somme de deux autres énergies : l’énergie cinétique et l’énergie potentielle : l’énergie cinétique est l’énergie des objets en mouvement comme cité plus haut et l’énergie potentielle est l’énergie stockée dans les objets immobiles, elle dépend de la position de ces derniers. Comme son nom l’indique, elle existe potentiellement, c’est-à-dire qu’elle ne se manifeste que lorsqu’elle est convertie en énergie cinétique. Par exemple, une balle acquiert, quand on la soulève, une énergie potentielle dite de pesanteur, qui n’est apparente que lorsqu’on la laisse tomber. L’énergie thermique est la chaleur. Elle est due à l’agitation, au sein de la matière, des molécules et des atomes. Dans une machine à vapeur ou une turbine, elle est transformée en énergie mécanique ; dans une centrale thermique, elle est convertie en électricité. Le sous-sol renferme de l’énergie thermique (géothermie), qui est utilisée soit pour produire du chauffage, soit pour générer de l’électricité. L’énergie chimique est l’énergie associée aux liaisons entre les atomes constituant les molécules. Certaines réactions chimiques sont capables de briser ces liaisons, ce qui libère leur énergie (de telles réactions sont dites exothermiques). Lors de la combustion, qui est l’une de ces réactions, le pétrole, le gaz, le charbon ou encore la biomasse convertissent leur énergie chimique en chaleur et souvent en lumière. Dans les piles, les réactions électrochimiques qui ont lieu produisent de l’électricité. L’énergie rayonnante est celle transportée par les rayonnements. L’énergie lumineuse en est une, ainsi que le rayonnement infrarouge. Les deux sont émis, par exemple, par le Soleil ou les filaments des ampoules électriques. L’énergie des rayonnements solaires peut être récupérée et convertie en électricité (énergie photovoltaïque) ou en chaleur solaire (solaire thermique). Pr. Iacobellis 3 L’énergie nucléaire est l’énergie stockée au cœur des atomes, plus précisément dans les liaisons entre les particules (protons et neutrons) qui constituent leur noyau. En transformant les noyaux atomiques, les réactions nucléaires s’accompagnent d’un dégagement de chaleur. Dans les centrales nucléaires, on réalise des réactions de fission des noyaux d’uranium et une partie de la chaleur dégagée est transformée en électricité. Dans les étoiles comme le Soleil, l’énergie des atomes est libérée par des réactions de fusion. Compare l'énergie cinétique et l'énergie potentielle. Donne un exemple. Pour casser une vitre, on peut utiliser deux méthodes: • exercer une force contre la vitre, de manière à la déformer jusqu'au point de rupture: il s'agit donc d'effectuer un certain travail; • confier le soin de faire le travail à un objet, une brique, par exemple. Pour que la brique soit capable d'effectuer le travail que j'attends d'elle, il faut que je la lance dans la direction de la vitre: je vais donc exercer un certain travail sur la brique (au moment du lancer). Quand la brique touchera la cible, elle va rendre le travail que j'ai exercé sur elle et casser la vitre. Durant tout le temps du trajet, la brique avait en elle la capacité d'effectuer le travail. La capacité d'effectuer un travail est l'énergie. L'énergie est égale au travail qui peut être effectué. L'énergie cinétique est la capacité d'effectuer un travail qui se trouve dans un objet en mouvement. La brique qui vole en direction d'une vitre contient de l'énergie cinétique. Une voiture mise en mouvement (par la poussée du moteur ou d'une personne) contient de l'énergie cinétique. L'énergie cinétique est l'énergie acquise par le fait d'être en mouvement. Elle augmente avec la vitesse. Une personne exerce une force de 100 N sur une voiture en panne. Pour faire démarrer la voiture, il faut exercer cette poussée sur une distance de 50 mètres. Quel est le travail effectué? Lorsque cette voiture heurtera un obstacle, elle sera capable d'effectuer un travail de 5000 Joules car elle contient 5000 Joules d'énergie, de capacité à effectuer un travail. Pr. Iacobellis 4 Peut-on calculer la quantité d'énergie présente dans la voiture en mouvement par la simple observation de cette voiture?Un camion de 10 tonnes lancé à 50 km/h contient plus d'énergie qu'une voiture de 500 kg, lancée à la même vitesse: le camion peut faire beaucoup plus de dégâts! Une voiture lancée à la vitesse de 120 km/h contient plus d'énergie que la même voiture lancée à 10 km/h! Il est évident que l'énergie contenue dans ces véhicules dépend de leur masse et de leur vitesse. Puisque le travail effectué pour les mettre en mouvement est égal à l'énergie qu'ils contiennent, on peut écrire Énergie cinétique = Travail Ec = T Ec = F . ∆x or, la force exercée F=m.a donc Ec = (m . a) . ∆x et, puisqu'il s'agit d'un m.r.u.a., la distance parcourue pour mettre le véhicule en mouvement est donnée par la formule ∆x = a . ∆t2/2 On écrit alors c'est-à-dire Ec = (m . a) . (a . ∆t2/2) Ec = m . (a2 . ∆t2)/2 et comme dans un m.r.u.a., ∆v = a . ∆t E= m . v 2 2 Quelle est l'énergie cinétique d'un coureur de 100 mètres qui pèse 70 kg lancé à la vitesse de 30 km/h ? (R= 2431 Joules) Le fait d'élever un objet qui a une masse lui confère la propriété d'effectuer un travail. Si je lève une brique à la hauteur de 2 mètres et que je la laisse tomber sur mon pied, je pourrai sentir qu'elle contenait de l'énergie. L'énergie potentielle gravifique est l'énergie acquise par un objet élevé près de la surface de la terre. Elle augmente avec l'altitude. A quoi peut-on voir que l’enclume de l’illustration ci-contre contenait de l’énergie? Peut-on calculer la quantité d'énergie contenue dans un objet dont on augmente la hauteur? Il est évident que l'énergie contenue dans cet objet dépend de la variation de hauteur ∆h que je lui fais subir. Pr. Iacobellis 5 Puisque le travail effectué pour le mettre en hauteur est égal à l'énergie qu'il contient, on peut écrire Énergie potentielle = Travail Ep = T Ep = F . ∆h or, la force exercée est la pesanteur F = Poids = m . g donc Ep = m . g . ∆h Quelle est l'énergie cinétique contenue dans une personne de 50 kg qui roule dans une voiture lancée à 40 km/h? (R = 3080 Joules). L’énergie cinétique est produite à partir d’un mouvement. Prenons l’exemple d’une centrale hydroélectrique qui permet la conversion d’une énergie hydraulique en une énergie électrique selon les étapes suivantes (Voir page 14 dossier annexes): • Étape 1 : au niveau du barrage, une masse d’eau importante est retenue contre la gravité. Cette force qu’elle exerce correspond à une forme d’énergie potentielle. • Étape 2 : l’eau est conduite dans un tuyau où sont présentes des turbines. Ces dernières vont être mises en mouvement par le courant de l’eau ce qui permet la conversion de l’énergie potentielle en énergie cinétique. • Étape 3 : les turbines en rotation sont comme précédemment reliées à un alternateur qui va convertir l’énergie cinétique en énergie électrique. • Étape 4 : un transformateur permet d’augmenter la tension électrique afin de permettre son transport via des lignes de haute tension. Ce procédé est retrouvé dans les éoliennes dont les pales sont mises en rotation par le vent. L’énergie mécanique Em d’un système est la somme de son énergie cinétique Ec et de son énergie potentielle de pesanteur Epp. Em = Ec + Epp Ec , Epp et Em s’expriment en joule (J). Calculer l’énergie mécanique que possède un avion de ligne volant à h = 9500 m d’altitude à la vitesse v = 850 km.h–1. On supposera l’énergie potentielle nulle si l’altitude est nulle. La masse de l’avion est de 180 tonnes, le champ de pesanteur a pour intensité g = 9,8 N.kg–1. Pr. Iacobellis 6 Exercice 01 : 1. Mehdi, 49 kg, marche à 1,1 m/s. Quelle est son énergie cinétique ? ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 2. Didier, 73 kg, roule à 128 km/h sur sa moto, une Bandit 600 de 204 kg. a) Quelle est la masse totale du système Didier + moto ? ................................................................................................................................................................ b) Convertir la vitesse en m/s. ................................................................................................................................................................ c) Calculer l’énergie cinétique du système Didier + moto. ................................................................................................................................................................ d) Convertir cette énergie en kJ en arrondissant à 2 chiffres après la virgule. ................................................................................................................................................................ 3. Sophie conduit une Xantia de 1570 kg. Calculer l’énergie cinétique du véhicule : a) en ville, à 36 km/h. ................................................................................................................................................................ b) sur route nationale, à 72 km/h. ................................................................................................................................................................ c) Lorsque la vitesse de la voiture est multipliée par 2, par combien est multipliée l’énergie cinétique du véhicule ? ................................................................................................................................................................ 4. Un poids lourd de 3,5 t se déplace à 36 km/h. a) Calculer son énergie cinétique. ................................................................................................................................................................ b) Comparer cette énergie à celle de la Xantia, à la même vitesse. ................................................................................................................................................................ Exercice 02 : Calcule les énergies cinétiques suivantes. On rappelle que 1 km/h 0,28 m/s. 1) Un camion de 30 t roule à 90 km/h. ................................................................................................................................................................ 2) Une voiture de 1 t roule à 130 km/h. ................................................................................................................................................................ 3) Une bille de 20 g qui met 3 s pour parcourir 60 cm. a) Transformer la masse pour pouvoir l'utiliser dans la formule. ................................................................................................................................................................ b) Mettre la vitesse en cm/s puis en m/s. ................................................................................................................................................................ c) Calculer l'énergie cinétique de cette bille. ................................................................................................................................................................ 4) Une boule de pétanque de 350 g qui met 2 s pour parcourir 12,5 m. ................................................................................................................................................................ Pr. Iacobellis 7 Exercice 03 : Sur une route sèche, une voiture en bon état roule à 50 km/h. Le conducteur, en bonne condition physique, a un temps de réaction d'une seconde. Il voit alors un obstacle à l'horizon... 1) Quelle distance parcourra-t-il pendant ce temps de réaction ? Donner le résultat en mètre (1 km/h 0,28 m/s). ................................................................................................................................................................ 2) On estime la distance de freinage de cette voiture à 16,1 m. Calculer la distance d'arrêt de ce véhicule. ................................................................................................................................................................ 3) Quelle forme d'énergie possède la voiture avant de freiner ? ................................................................................................................................................................ 4) Sous quelle forme cette énergie s'est-elle principalement transformée lors de ce freinage ? ................................................................................................................................................................ 3. Conservation de l'énergie Un système est isolé, s’il est sans interaction avec l’extérieur et qu’il n’échange pas d’énergie avec l’extérieur. Au sein d’un tel système, l’énergie peut exister sous différentes formes (énergie thermique, chimique; mécanique ...). Quelle que soit l’évolution d’un système isolé, l’énergie totale du système reste constante. C’est le principe de conservation de l’énergie. Il peut y avoir des transferts d’énergie dans le système, mais la somme de toutes les énergies reste toujours la même. Exemple d’un système isolé : un mélange d’eau tiède et de glace dans un calorimètre. On suppose que les transferts thermiques avec l’extérieur sont nuls. Si on laisse évoluer le système, l’eau initialement tiède se refroidit au contact de la glace qui se réchauffe et fond. Il y a un transfert d’énergie thermique de l’eau vers la glace. Ce transfert ce fait sans création ou perte d’énergie. L’énergie du système reste constante. Pratiquement, les systèmes échangent de l’énergie avec le milieu extérieur. Dans ce cas, l’énergie du système ne reste pas constante. Cependant, le principe de conservation de l’énergie appliqué au système et au milieu avec lequel il échange. A l'aide du dossier, veuillez répondre aux questions suivantes : 1) Explique le fonctionnement de la centrale nucléaire 2) Explique le processus de la photosynthèse Pr. Iacobellis 8 3) Explique ce que sont les bioénergies 4) Explique le fonctionnement des panneaux photovoltaïques 5) Qu'est-ce que la géothermie ? 4. La matière et ses états Explique de quoi est constitué la matière à partir du document suivant : Pr. Iacobellis 9 Quelles sont les états de la matière et ses propriétés ? Pr. Iacobellis 10 Réponse : De nombreuses façons de représenter les molécules existent. L'une d'elle est de représenter simplement les molécules par des boules colorées et une variante est de représenter les atomes qui constituent la molécule en réalisant un assemblage de boules colorées, chaque boule représentant alors un atome. L’état de l’eau dépend de l’agitation de ses molécules. A l’état solide, les molécules d’eau sont soudées les unes aux autres et vibrent très faiblement (d’autant moins que la température de la glace est basse). A l’état liquide, les molécules d’eau sont associées ; c’est-à-dire faiblement attachées les unes aux autres. A l’état gazeux, les molécules ne sont plus liées entre elles. L’eau peut exister à l’état solide (glace, verglas) où les molécules d’eau sont parfaitement organisées de façon à former quelque chose de dure. Elle existe également à l'état liquide (rivières, océan, robinet) où les molécules d’eau sont un peu dans tous les sens, mais proches les unes des autres. Enfin, il existe l'état gazeux (nuages, vapeur d'eau) où les molécules d’eau sont désordonnées et très espacées les unes des autres. L’eau peut changer d’état à tout moment, il faut juste que certaines conditions soient présentes. En fonction de la Pr. Iacobellis 11 température, l’eau peut prendre différentes formes. Par exemple, pour que l’eau passe de l’état liquide à solide, la température doit passer en dessous de 0°C (zéro degré Celsius). Ce phénomène est réversible, c’est à dire que si la température redevient supérieure à 0°C, l’eau redevient liquide. Mais, le passage d’un état à l’autre n’est pas immédiat : à 0°C, il y aura un peu d’eau liquide et un peu d’eau solide, le temps que toute l’eau liquide devienne solide. Les passages d’un état à l’autre portent les noms suivants : La condensation : c’est le passage de l’état gazeux à liquide L’évaporation : c’est le passage de l’état liquide à l’état gazeux. La fusion : c’est le passage de l’état solide à l'état liquide. La sublimation : c’est le passage de l’état solide à l’état gazeux. La solidification : c’est le passage de l’état liquide à solide. Qu'est-ce que l'échelle Celsius ? La différence avec les Kelvin ? Compare la température et l'énergie thermique. Distinction chaleur/température L'énergie thermique est l'énergie que possède une substance en raison de l'agitation de ses particules (atomes ou molécules). Les termes chaleur et température sont souvent confondus. À tort, on s'exclame qu'il fait chaud lorsque la température est élevée, mais il s'agit de deux concepts bien distincts. Toutefois, ils sont tout deux reliés à l'énergie thermique. En effet, l'énergie thermique dépend, entre autre, de la température qu'il fait, alors que la chaleur représente un transfert d'énergie thermique entre deux milieux. La température mesure le degré d'agitation des particules (atomes ou molécules): plus les molécules d'un objet sont agitées, plus la température de cet objet est élevée alors que moins elles bougent, plus la température de cet objet est basse. La température peut être mesurée avec un thermomètre. On mesure la température en degrés Celsius, en Kelvin ou en Fahrenheit. La chaleur est un transfert d'énergie thermique d'un objet à un autre lorsqu’il y a une différence de température entre les deux objets. Si nous mettons en contact un objet froid et un objet chaud, les molécules de l'objet chaud Pr. Iacobellis 12 sont plus agitées que les molécules de l’objet froid. Alors, les molécules de l’objet chaud vont entrer en collision avec les molécules de l’objet froid. Les molécules de l'objet froid commencent donc à bouger plus rapidement, alors que les molécules de l'objet chaud sont ralenties. On dira que l'objet chaud donne de la chaleur à l’objet froid. Pr. Iacobellis 13 5. Le comportement des gaz parfait Pr. Iacobellis 14 Compare les gaz parfaits aux gaz réels. Qu'est-ce que le volume molaire ? Pr. Iacobellis 15 La loi des gaz parfaits met en relation la pression (P), le volume (V), la température absolue (T) et la quantité de gaz en moles (n) à un moment donné. La formule de la loi générale des gaz permet de comparer les caractéristiques d'un gaz dans deux situations différentes. Toutefois, cette formule n'est pas utile lorsqu'on veut déterminer les caractéristiques d'un gaz à un moment précis. On peut modifier la formule de la loi générale des gaz en introduisant une constante de proportionnalité. Cette constante, symbolisée par la lettre R, regroupe toutes les constantes des lois simples des gaz. Ainsi, mathématiquement, on écrit la loi des gaz parfaits de la façon suivante: La constante des gaz parfaits est égale à 8,314 kPa•L/mol•K. Il est toutefois important que les unités de mesure des différentes caractéristiques soient respectées afin de pouvoir utiliser cette constante. Exemple : Quel est le volume, en litres, occupé par 4mol de méthane, CH4, à une température de 18°C et une pression de 1,4 atm? Pr. Iacobellis 16 Un gaz parfait est un gaz qui, théoriquement, répond à toutes les lois des gaz, peu importe les conditions de température et de pression, et dont le comportement peut être expliqué par la théorie cinétique des gaz. Ex : Quel est le nombre de grammes de CO2 enfermé dans un contenant de 3,5 L à une pression de 101,6 kPa et une température de 26,3 ºC ? Pr. Iacobellis 17 6. Le fonctionnement d'une centrale nucléaire Explique le fonctionnement de la centrale. Pr. Iacobellis 18 Le but d’une centrale nucléaire est de produire de l’électricité. Pour ce faire, on utilise la fission des atomes d’uranium enrichi (combustible) qui crée la réaction en chaîne dégageant une forte chaleur. Cette chaleur fait chauffer l’eau du circuit primaire formant ainsi de la vapeur. Et c’est la pression de cette vapeur qui permet de faire tourner une turbine entraînant un alternateur qui produit de l’électricité. L’uranium enrichi est sous forme de pastilles. Ces pastilles sont empilées formant des crayons (gaines métalliques étanches), les crayons formant des assemblages. Ces derniers sont placés dans la cuve du réacteur. C’est ici qu’à lieu la réaction en chaîne. L’eau (qui est maintenue sous pression pour l’éviter de bouillir) est au contact direct de ces assemblages et atteint une température supérieure à 300°C. La circulation de cette eau est appelée circuit primaire. Le but du circuit secondaire est de créer de la vapeur. Pour cela, l’eau du circuit primaire chauffe l’eau du circuit secondaire avec l’aide d’un générateur de vapeur jusqu’à ce que celle-ci chauffe et se transforme enfin en vapeur d’eau. Cette vapeur permet de faire tourner l’alternateur donnant naissance à de l’électricité. Cette vapeur est ensuite refroidie, redevient état liquide et recommence son cycle. Un troisième et dernier circuit à pour objectif de refroidir la vapeur du circuit secondaire et d’évacuer la chaleur. C’est le rôle du condenseur (tubes d’eau froide circulant dans des tuyaux refroidissant la vapeur d’eau). L’eau circulant dans ce condenseur est puisée et ensuite rejetée dans la mer ou dans un fleuve. Une tour de refroidissement peut venir compléter le travail du cours d’eau ou de la mer : l’eau du condenseur est situé à la base de la tour et subit un refroidissement par le flux d’air ascendant dans la tour. La plupart de l’eau ainsi refroidie retourne vers le condenseur tandis qu’une partie s’évapore dans l’air, d’où les fumées blanches que l’on peut observer au dessus de certaines centrales nucléaires. On peut noter que le système de fonctionnement d’une centrale nucléaire est le même qu’une centrale thermique à la seule différence du combustible qui est différent : pétrole, gaz, charbon Pr. Iacobellis 19 Le rendement énergétique d'une machine ou d'un système est le pourcentage de l’énergie consommée par un système qui sera réellement transformé en énergie utile. Lorsqu’on utilise une machine simple, on transmet à cette machine une partie de notre énergie. La machine la transmettra ensuite à un objet quelconque qui pourra alors être déplacé. Les machines et les systèmes servent à transformer certaines formes d'énergie en d'autres formes qui sont plus utiles. En théorie, selon la loi de la conservation de l'énergie, toute l’énergie que l’on transmet à une machine (travail fourni) sera transmise à l’objet déplacé ou transformée en une autre forme (travail utile). Par contre, dans la réalité, il y a souvent une perte d'énergie dans l'environnement. La quantité d'énergie utilisée pour effectuer un travail ne représente donc qu'une portion de la quantité d'énergie consommée. Le reste est perdu dans l'environnement ou encore transformé en une forme d'énergie non désirée. Il est important de se souvenir qu'il n'y a aucune perte d'énergie. Par exemple, dans le cas d'une machine simple, le frottement est à l'origine d'une perte d'énergie, puisqu'une partie de l'énergie sera transformée en une forme non désirée plutôt que dans le déplacement voulu. Dans le cas d'un système comme une ampoule à incandescence, on désire transformer de l’énergie électrique en lumière. Or, seulement 4 à 6% de l’énergie électrique est transformée en lumière. Le reste de l’énergie n'est pas disparue; elle est transformée en chaleur. Comme une ampoule électrique a pour but de transformer l’énergie électrique en lumière et non en chaleur, on dira qu’une partie de l’énergie consommée par l'ampoule sera perdue. Il est à peu près impossible de transformer la totalité d’une source d’énergie en une forme désirée. On trouvera toujours un certain pourcentage de perte d'énergie lors de la transformation, ce qui variera beaucoup selon l’appareil qui est utilisé pour la transformation. On peut déterminer l'efficacité d'un appareil en déterminant son rendement énergétique, c'est-à-dire sa capacité à transformer une grande quantité d'énergie consommée en énergie utile afin de réduire les pertes d'énergie. Pour ce faire, on utilise l'équation suivante ci-dessous. Pr. Iacobellis 20
