4ème_Les énergies

Chapitre 3 : L'énergie, une grandeur qui se conserve

Objectifs

I. Les différentes sources d'énergie

II. Le transfert d'énergie vs Les conversions d'énergie

III. La conservation de l'énergie

IV. Transfert d'énergie par rayonnement

V. Absorption du rayonnement terrestre

Objectifs : Identifier les différentes formes, sources, transferts et les conversions d’énergie. Utiliser la conservation de l'énergie. Connaissances associées : - Formes d’énergie, Sources d’énergie, Transferts d’énergie, Conversion d’un type d’énergie en un autre - Conservation de l'énergie, Unités d'énergie - Associer l’émission et l’absorption d’un rayonnement à un transfert d’énergie. • Rayonnement émis par un objet. • Absorption d’un rayonnement par un objet. • Transfert d’énergie par rayonnement. Absorption du rayonnement terrestre par les gaz à effet de serre.- -

Rappel : Il existe plusieurs formes d'énergies :

Énergie nucléaire : forme d’énergie présente dans les éléments radioactifs (Uranium, plutonium,….)

Énergie potentielle : forme d’énergie que possède un corps (objet) situé en hauteur (ex: eau en amont d’un barrage). Cette énergie diminue lorsque le corps se rapproche du sol. Au contraire, elle augmente quand la masse du corps augmente.

Énergie chimique : forme d’énergie contenue dans les aliments (nutriments), le gaz, le pétrole ou le charbon.

Énergie lumineuse : forme d’énergie produite par la lumière (soleil, lampe,…)

Énergie cinétique : forme d’énergie que possède un corps (objet) en mouvement (vent, voiture en mouvement,…). Cette énergie augmente lorsque la vitesse augmente ou la masse du corps augmente.

Énergie thermique : forme d’énergie issue d’une source de chaleur (soleil, feu,…)

I. Les différentes sources d'énergie

Activité 1 : Les sources d'énergie

1. Les sources renouvelables

I. Les différentes sources d'énergie

Activité 1 : Les sources d'énergie

1. Les sources renouvelables

Une source d’énergie renouvelable est exploitable sans limite de durée et se renouvelle très rapidement. Elle ne s’épuise pas.

Hydraulique

Solaire

Éolienne

Géothermie

Biomasse

I. Les différentes sources d'énergie

2. Les sources non-renouvelables

I. Les différentes sources d'énergie

2. Les sources non-renouvelables

Une source d’énergie non renouvelable disparaitra un jour car ses stocks sur Terre sont limités ou se renouvellent très lentement.

Uranium (nucléaire)

Charbon (fossile)

Gaz naturel (fossile)

Pétrole (fossile)

II. Le transfert d'énergie vs Les conversions d'énergie

Activité 2 : Le transfert et la conversion d'énergie dans notre vie quotidienne

II. Le transfert d'énergie vs Les conversions d'énergie

Activité 2 : Le transfert et la conversion d'énergie dans notre vie quotidienne

Un transfert d'énergie est l'échange d'une même forme d'énergie entre deux corps.

Par exemple : les lignes à haute tension transfèrent de l'énergie électrique des centrales de production d'électricité au réseau de distribution

II. Le transfert d'énergie vs Les conversions d'énergie

Une conversion d'énergie est la transformation d'une forme d'énergie en une autre forme d'énergie.

Par exemple : Les éoliennes convertissent l'énergie cinétique du vent en énergie électrique.

III. La conservation de l'énergie

Activité 3 : Un barrage hydroélectrique

• L'énergie s'exprime en Joule (J).
• L'énergie peut être transférée ou convertie d'un corps à un autre. L'énergie ne peut être ni créée, ni détruite. C'est le principe de conservation de l'énergie.

III. La conservation de l'énergie

Activité 3 : Un barrage hydroélectrique

Une chaîne énergétique illustre la conversion d'énergie :

Le convertisseur reçoit de l'énergie (énergie exploitée) et convertit cette énergie en énergie exploitable (énergie utile). L'énergie restante est perdue sous forme d'énergie thermique en générale (énergie dissipée)

IV. Transfert d'énergie par rayonnement

Activité 4 : Le rayonnement infrarouge dans notre vie quotidienne (DM)

IV. Transfert d'énergie par rayonnement

Activité 4 : Le rayonnement infrarouge dans notre vie quotidienne (DM)

Le rayonnement infrarouge, qualifié de rayonnement thermique, est émis par les objets (ou les corps). ex : radiateur, êtres vivants,...Une caméra thermique absorbe le rayonnement infrarouge pour obtenir une image thermographique. => Un objet (ou un corps) peut absorber et émettre un rayonnement. On parle de transfert d'énergie par rayonnement.

V. Absorption du rayonnement terrestre

Activité 5 : Le réchauffement climatique, un enjeu majeur

Les gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), le protoxyde d'azote (),... absorbent le rayonnement terrestre émis par le sol terrestre. Ils sont responsable du réchauffement de la Terre. L'activité humaine augmente ces gaz à effet de serre. => Éteindre la lumière, fermer le robinet, baisser le chauffage,... Ces petits gestes peuvent réduire l'émission de gaz à effets de serre.