Énergie - Université de Sherbrooke
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CHALEUR ET TRAVAIL Marcel Lacroix Université de Sherbrooke ÉNERGIE: DÉFINITION • Énergie: capacité de faire du travail. • Quelques formes différentes d’énergie: électrique cinétique chimique éolienne solaire nucléaire M. Lacroix Deuxième loi 2 CHALEUR: DÉFINITION • Chaleur: forme d’énergie transmise d’un point à haute température vers un point à basse température. M. Lacroix Deuxième loi 3 TRAVAIL: DÉFINITION • Action de transférer de l’énergie. • Le mouvement d’un objet est causé par du travail. L’énergie permet de produire un travail comme l’argent permet de dépenser. M. Lacroix Deuxième loi 4 TRANSFORMATION D’ÉNERGIE MÉCANIQUE EN CHALEUR Freins à disques M. Lacroix Deuxième loi 5 TRANSFORMATION DE CHALEUR EN ÉNERGIE MÉCANIQUE Turbines à gaz Locomotive à vapeur M. Lacroix Deuxième loi 6 1ère LOI THERMODYNAMIQUE • L’énergie n’est ni créée ni détruite. • La quantité totale d’énergie dans l’univers demeure constante. • L’énergie peut être toutefois transformée d’une forme à une autre. • C’est le principe de conservation d’énergie. M. Lacroix Deuxième loi 7 2ème LOI THERMODYNAMIQUE • À chaque fois que l’énergie est transformée d’une forme à une autre, sa qualité se dégrade. • En transformant l’énergie d’une forme à une autre, sa capacité de faire du travail utile diminue. M. Lacroix Deuxième loi 8 MACHINES À VAPEUR M. Lacroix Deuxième loi 9 SCHÉMA ÉNERGIE-TRAVAIL Énergie potentielle élevée Machine Travail Énergie potentielle basse M. Lacroix Deuxième loi 10 SCHÉMA CHALEUR-TRAVAIL Température élevée TH Machine Travail Température basse TC M. Lacroix Deuxième loi 11 RENDEMENT D’UNE MACHINE • Il est impossible de convertir toute la chaleur en travail! • Plus élevée est la température de la source, meilleure est la qualité de l’énergie. • Rendement: TH(K) η th ,max η max TC = 1− TH 1000 0.7020 800 500 0.6275 0.4040 350 0.1486 TC = 298 K M. Lacroix Deuxième loi 12 QUANTITÉ VERSUS QUALITÉ: VIE QUOTIDIENNE • 1ère loi: quantité d’énergie est conservée. • 2ème loi: qualité de l’énergie est perdue. • Fascination culturelle avec la quantité (1ère loi): vie professionnelle, vie privée, media, sport, industrie de la beauté, etc. • Découverte de la qualité (2ème loi): contrôle de la qualité, normes iso, rationalisation, performance, ré ingénierie, efficacité énergétique, développement durable, etc. M. Lacroix Deuxième loi 13
