Physique-Chimie · 3e · L’énergie
Transferts et conversions d’énergie
L’énergie change de forme et de lieu.
En bref
Deux mots à distinguer : un transfert déplace l'énergie d'un objet à un autre ; une conversion change sa forme.
Les trois modes de transfert thermique
| Le mode | Son mécanisme | Son exemple |
|---|---|---|
| Conduction | De proche en proche, dans un solide | La cuillère qui chauffe dans la casserole |
| Convection | Par déplacement de matière, dans un fluide | L'air chaud qui monte |
| Rayonnement | Sans support matériel | La chaleur du Soleil à travers le vide |
La chaleur va toujours du corps le plus chaud vers le plus froid, jamais l'inverse spontanément.
Les métaux conduisent bien la chaleur ; l'air immobile, le bois, la laine, le polystyrène la conduisent mal : ce sont des isolants thermiques.
Les convertisseurs
| L'appareil | Sa conversion |
|---|---|
| Lampe | Électrique → lumineuse, + thermique |
| Moteur électrique | Électrique → cinétique, + thermique |
| Panneau photovoltaïque | Lumineuse → électrique |
| Alternateur | Cinétique → électrique |
| Pile | Chimique → électrique |
| Chaudière | Chimique → thermique |
La chaîne énergétique
On la schématise : source → convertisseur → utilisation, avec une flèche de côté pour les pertes, presque toujours thermiques.
| L'étape d'une centrale thermique | La forme d'énergie |
|---|---|
| Le charbon | Chimique |
| La chaudière | Thermique |
| La turbine | Cinétique |
| L'alternateur | Électrique |
Méthode : construire une chaîne énergétique
- Identifier le réservoir ou la source d'où part l'énergie (la pile, le vent, le Soleil).
- Identifier le convertisseur (l'appareil).
- Écrire sur chaque flèche la forme de l'énergie transférée.
- Ajouter la flèche des pertes, le plus souvent thermiques.
Exemple : une éolienne. Vent (énergie cinétique) → éolienne et son alternateur → énergie électrique utile, avec des pertes thermiques par frottements.
Le rendement
rendement = énergie utile ÷ énergie reçue
| L'appareil | Son rendement lumineux |
|---|---|
| Lampe à incandescence | Environ 5 % |
| LED | Plus de 30 % |
Il est toujours inférieur à 100 % : une part de l'énergie part en chaleur non désirée.
Exemple résolu
Un moteur électrique reçoit 2 000 J et fournit 1 700 J d'énergie cinétique utile.
- Rendement : 1 700 ÷ 2 000 = 0,85, soit 85 %.
- Énergie dissipée : 2 000 − 1 700 = 300 J, sous forme thermique : le moteur chauffe.
Les erreurs fréquentes
- Confondre transfert (changement de lieu) et conversion (changement de forme).
- Placer la « chaleur » comme énergie utile d'une lampe : pour une lampe, l'utile est lumineuse.
- Obtenir un rendement supérieur à 100 % : c'est qu'on a inversé la division.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Quelle est la différence entre transfert et conversion d’énergie ?
2.Quel mode de transfert thermique se fait sans support matériel ?
3.Quel mode de transfert explique qu’une cuillère chauffe dans une casserole ?
4.Quelle conversion réalise un panneau photovoltaïque ?
5.Quelle conversion réalise une pile ?
6.Comment calcule-t-on un rendement ?
0 / 6 questions
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La fiche de révision, sur une page
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