Ressources · 5ᵉ · Physique
Fiche de révision : Énergie et transferts
Rappels de 6e (formes d’énergie, énergies stockées ou de transfert, convertisseurs, chaîne énergétique) ; énergie cinétique et de position selon la masse ; réservoir, convertisseur, transfert et conversion ; énergie utile et énergie dissipée dans une chaîne énergétique ; le joule et ses multiples, ordres de grandeur ; conservation de l’énergie, bilan et rendement.
Énergie : formes, conversions et chaînes énergétiques
Fiche méthode
(Physique 5ᵉ · L’énergie, ses transferts et ses conversions · Formes, conversions, chaîne énergétique, joule et conservation)
La démarche pour tout exercice sur l’énergie
1. Je repère les objets : lequel stocke l’énergie, lequel la convertit, lequel la reçoit à la fin ?
2. Je nomme chaque forme d’énergie avec le mot exact et je sépare l’énergie utile de l’énergie dissipée.
3. Je calcule si on me donne des valeurs : même unité d’abord, puis reçue = utile + dissipée, rendement = utile ÷ reçue × 100.
4. Je conclus par une phrase rigoureuse : « l’énergie … est convertie en énergie … ».
Cas 1 · Nommer et comparer des formes d’énergie
Réflexe — mouvement → cinétique ; altitude → de position ; chaud → thermique ; brûle ou réagit → chimique ; courant → électrique ; lumière → lumineuse ; noyau des atomes → nucléaire.
Exemple 1. Un plongeur au bord du plongeoir, puis pendant son plongeon.
Au bord : énergie de position. Pendant le plongeon : l’énergie de position diminue, l’énergie cinétique augmente.
Exemple 2. Deux haltères de 2 kg et de 8 kg rangés sur la même étagère : lequel a le plus d’énergie de position ?
Même altitude : le plus lourd, l’haltère de 8 kg.
Attention — pour comparer deux objets différents, il faut la masse ET la vitesse (ou l’altitude).
Cas 2 · Réservoir, convertisseur ou transfert
Réflexe — stocke → réservoir ; change la forme → convertisseur (conversion) ; fait passer d’un objet à un autre → transfert.
Exemple. Un radio-réveil à piles.
Les piles : réservoir (chimique) et convertisseur (→ électrique) ; les fils : transfert électrique ; l’écran : convertisseur (électrique → lumineuse).
Attention — un moteur ne « fabrique » pas d’énergie : il la convertit.
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Cas 3 · Dessiner une chaîne avec l’énergie dissipée
Réflexe — réservoir (ovale) → forme → convertisseur (rectangle) → deux flèches : énergie utile vers ce qui la reçoit, énergie dissipée vers l’air ambiant.
Exemple. La chaîne énergétique d’une machine à coudre électrique.
Attention — l’énergie utile dépend de l’usage : thermique dissipée pour une lampe, thermique utile pour un radiateur.
Cas 4 · Convertir et comparer en joules
Réflexe — vers une unité plus petite : × 1 000 ; vers une unité plus grande : ÷ 1 000 ; même unité avant de comparer.
Exemple 1. Convertir 0,35 MJ en kJ, puis en J.
0,35 × 1 000 = 350 kJ ; 350 × 1 000 = 350 000 J.
Exemple 2. Ranger 4 800 J ; 5 kJ ; 0,0045 MJ.
En joules : 4 800 J ; 5 000 J ; 4 500 J. Donc 0,0045 MJ < 4 800 J < 5 kJ.
Attention — J majuscule ; le watt n’est pas une unité d’énergie.
Cas 5 · Faire un bilan et calculer un rendement
Réflexe — reçue = utile + dissipée ; rendement = utile ÷ reçue × 100, toujours inférieur à 100 %.
Exemple. Le moteur à essence d’une camionnette reçoit 1 500 kJ d’énergie chimique et fournit 450 kJ d’énergie cinétique.
Dissipée : 1 500 − 450 = 1 050 kJ. Rendement : 450 ÷ 1 500 × 100 = 30 %.
Attention — un rendement supérieur à 100 % est impossible : ce serait créer de l’énergie.
Les pièges
- Une batterie chargée stocke de l’énergie chimique, pas électrique.
- Énergie de position = énergie de pesanteur (mot de 6ᵉ) = énergie potentielle.
- « Pertes » ne veut pas dire disparition : l’énergie dissipée chauffe l’environnement.
- Rendement : un pourcentage, pas des joules.
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