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Physique-Chimie STI2D

Chapitre 1 : L'énergie et ses enjeux

Définitions
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📌 1. Définition et principe fondamental

Définition (Maxwell, 1871) : L'énergie est la capacité d'un système à accomplir un travail mécanique (ou à modifier son état physique).

Principe absolu de conservation : L'énergie ne peut être ni créée, ni détruite : elle se conserve. Elle est uniquement transférée d'un système à un autre ou convertie d'une forme à une autre.

La Formule Centrale du Chapitre
E = P × Δt
P = E / Δt  |  Δt = E / P

⚖️ 2. Système d'Unités & Conversions Clés

Grandeur Système International (SI) Système Pratique / EDF
Énergie (E) Joule (J) Wattheure (Wh) ou kWh
Puissance (P) Watt (W) Watt (W) ou Kilowatt (kW)
Durée (Δt) Seconde (s) Heure (h)
Les 3 facteurs de conversion indispensables :
  • 1 h = 3 600 s
  • 1 Wh = 3 600 J
  • 1 kWh = 1 000 Wh = 3 600 000 J = 3,6 MJ (Mégajoules)

🔄 3. Sources d'Énergie vs Formes d'Énergie

Type de source Source Naturelle Forme Physique Associée
Renouvelable Soleil Rayonnante (ondes électromagnétiques)
Renouvelable Vent Mécanique cinétique
Renouvelable Eau de barrage Mécanique (potentielle de pesanteur + cinétique)
Renouvelable Biomasse (bois, déchets) Chimique
Renouvelable Géothermie (chaleur sous-sol) Thermique
Non renouvelable Fossiles (charbon, pétrole, gaz) Chimique (libérée par combustion)
Non renouvelable Uranium 235 (²³⁵U) Nucléaire (fission atomique)

⚙️ 4. Chaîne d'énergie et Rendement (η)

Dans un convertisseur, l'énergie absorbée se sépare en énergie utile et pertes (chaleur thermique) :

η = E_utile / E_absorbée = P_utile / P_absorbée

Le rendement est un nombre sans unité, toujours compris entre 0 et 1 (soit 0% à 100%). Il est strictement impossible d'avoir un rendement supérieur à 100%.

Simulateur Énergie & Rendement en direct

Modifiez la puissance et la durée pour visualiser instantanément la conversion entre Joules, Wattheures, kWh et Mégajoules.

Calculateur de Rendement (η)

Joules
Joules

Énergie calculée (E = P × Δt)

En Joules (Unité légale SI) : 0 J
En Mégajoules (MJ) : 0 MJ
En Wattheures (Wh) : 0 Wh
En Kilowattheures (Facture kWh) : 0 kWh
Rendement du système (η) : 85 %
Pertes thermiques (Effet Joule/Frottements) : 1 500 J