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SYNTHESE DE LA NOTION D'ENERGIE

1. Conservation de l'énergie d'un système isolé

  • Un système isolé est un système qui est tellement soustrait à l'ambiance du milieu en dehors de lui qu'il ne change avec ce milieu
    aucune parcelle d'énergie; cest-à-dire on a supprimé toute cause qui pouvait entraîner des pertes d'énergie.
  • Prinicpe : "Dans un système isolé, la quantité totale d'énergie reste constante; il y a donc Conservation d'énergie."
  • Ainsi, toute perte d'énergie sous une forme est toujours compensée par un gain d'énergie sous une autre forme. Par conséquent, l'énergie ne se
    crée pas; elle se transforme seulement d'une forme à l'autre.

2. Dégradation de l'énergie

  • Dans la pratique, un système n'est jamais tout à fait isolé; car un système est toujours lié à un milieu avec lequel, tôt ou tard,
    il y aura un échange d'énergie.
    Il n'y a que l'univers qui peut être considéré comme un système parfaitement isolé.
  • Par des expériences, on a prouvé qu'il est toujours possible de transformer toute l'énergie d'un système en énergie calorifique.
    Ainsi, les énergies mécanique, chimique, électrique et autres peuvent être complètement transformées en énergie calorifique. ce sont des formes nobles d'énergie.
  • Par contre, l'énergie calorifique ne peut que partiellement se transformer en une autre forme d'énergie. C'est une forme dégradée d'énergie.

3. Principe de Camot

  • Une machine thermique ne peut transformer l'énergie calorifique en travail que si elle reçoit une quantité d'énergie calorifique d'une source
    chaude et en restitue une partie à une source froide; la différence entre les deux constituant la quantité d'énergie calorifique transformée en travail.
  • Soit \(Q_1\) la quantité d'énergie calorifique reçue de la source chaude et \(Q_2\) celle restituée à la source froide, le rendement de la
    machine vaut :
    \( \begin{array}{|c|l|r|} \hline R^t=1-\frac{Q_2}{Q_1}\\ \hline \end{array} \)
    Ce rendement vaut ici :
    \( \begin{array}{|c|l|r|} \hline R^t=1-\frac{T_2}{T_1}\\ \hline \end{array} \)
    \(T_1 : \quad \) température en kelvin de la source chaude
    \(T_2: \quad\) température en kelvin de la source froide.

Exercice

\(\implies\) Une machine travaille entre les températures \(427°C \ et \ 227°C\). Son rendement thermique vaut :

Données :
\(Q_1=427°C\implies T_1=427+273=700K\)
\(Q_2=227°C\implies T_2=227°273=500K\)
Inconnue : \(R^t=?\)
Formule : \(R^t=1-\frac{T_2}{T_1}\)
Résolution

\(R^t=1-\frac{500}{700}=1-\frac{5}{7}=\frac{7-5}{7}=\frac{2}{7}=0,29=29\%\)