Le principe de la conservation de l'énergie

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Classe(s) : 1re STI2D | Thème(s) : L'énergie et ses enjeux

Un système isolé n’échange pas d’énergie avec le milieu d’extérieur.

Un convertisseur peut être considéré comme un système isolé : toute l’énergie absorbée est convertie intégralement en une ou plusieurs autres formes. Il y a conservation de l’énergie : la valeur totale de l’énergie absorbée se retrouve à l’issue du convertisseur.

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En général, l’énergie absorbée est transformée en une énergie utile et une autre forme, qui est perdue pour le système, par exemple de la chaleur.

Le rendement η (« éta ») de conversion est le rapport de l’énergie utile par l’énergie absorbée. Il s’exprime en pourcent. η = EutileEabsorbée.

Exemple

Un moteur utilise 4,0 litres d’essence ayant un pouvoir calorifique de 30 MJ.kg–1 et les convertit en 25 MJ d’énergie mécanique et en énergie thermique.

En utilisant la conservation de l’énergie, on peut trouver l’énergie thermique produite ; l’énergie absorbée correspond à 3,0 × 40 = 120 MJ convertis en énergie mécanique et énergie thermique.

Eabsorbée = Emécanqiue + Ethermique, soit Ethermique = Eabsorbée – Emécanqiue = 95 MJ.

L’énergie utile est ici l’énergie mécanique, donc le rendement est le rapport de l’énergie mécanique par l’énergie absorbée soit E = 25120 = 21 %.

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