Le concept dnergie Lnergie au cycle 3 Dfinitions

Le concept d’énergie

L’énergie au cycle 3

Définitions du mot énergie Énergie « Puissance physique » Énergie « Force mentale » Énergie « En sciences » • L’énergie, c’est … • Puissance physique de quelqu'un, qui lui permet d'agir et de réagir. Être sans énergie à la fin de la journée. Dictionnaire Larrousse • Volonté tendue vers une action déterminée ; puissance, vigueur, force morale. L'énergie du désespoir. Dictionnaire Larrousse • Grandeur caractérisant un système physique, gardant la même valeur au cours de toutes les transformations internes du système (loi de conservation) et exprimant sa capacité à modifier l'état d'autres systèmes avec lesquels il entre en interaction. (Unité SI le joule. )

Qu’évoque le mot énergie ? Vitalité Dynamisme Performance Confort Action

L’énergie ce n’est pas…. La puissance caractérise la vitesse d’un transfert d’énergie. Elle s’exprime en Watt (W). C’est l’énergie transférée en 1 seconde. Une puissance Une force De la température L’énergie est un concept abstrait, formel. Difficile à concevoir. Sa présence est attestée par des changements mais pas mesurable directement. Une force modélise une action. Action de contact : pousser, tirer, tenir, retenir… ou action à distance : attirer, repousser… La force s’exprime en Newton (N) La Température est une grandeur caractéristique de l’agitation microscopique d’un système. S’exprime en degrés Celsius ou kelvin.

Qu’est-ce que l’énergie ? Perspective socioéconomique et environnementale • Entité (substance, denrée…) qui peut être produite, stockée, transportée et consommée… Perspective scientifique • Grandeur relative à un système qui se conserve si le système est isolé.

Qu’est-ce que l’énergie ? Le point de vue scientifique À tout système dans un état donné on peut associer une grandeur appelée énergie. Système d’énergie E E 2 e i g Énergie E 1 Système Éne rgie E 3 État initial La variation de l’énergie du système E’ – E = somme des énergies reçues = E 1 Système d’énergie E’ État final somme des énergies cédées ( E 2 + E 3)

Qu’est-ce que l’énergie ? Le point de vue scientifique Un système isolé n’échange pas d’énergie avec l’extérieur. L’ énergie d’un système isolé se conserve. Système d’énergie E État initial E’ = E Système d’énergie E’ État final

Formes et sources d’énergie L’énergie se présente sous de nombreuses formes et provient de diverses sources.

Les formes de l’énergie Énergie musculaire Énergie électrique Énergie éolienne Énergie thermique Énergie solaire et nucléaire Stockée dans les objets, les molécules, les atomes, l’énergie se manifeste de multiples façons. Mais qu’elle soit mécanique, cinétique, énergie thermique des mers, chimique, rayonnante ou encore nucléaire, elle peut toujours se convertir d’une forme à une autre. Énergie thermique Énergie mécanique Énergie cinétique http: //www. cea. fr/multimedia/Mediatheque/animation/energi es/01 -formes-energie. swf http: //www. lepetitquotidien. fr/ficheexpose/leau-et-lenvironnement-comment-camarche/les-diff-rentes-formes-d-nergie-f 1492 Énergie chimique Énergie rayonnante Énergie nucléaire http: //www. planete-energies. com/fr/medias/decryptages/l-energie-lesdifferentes-formes-d-energie l’Association des entreprises électriques suisses (AES). Provoque un mouvement Provoque de la chaleur Énergie solaire Énergie éolienne Provoque de la lumière Énergie hydraulique Énergie de la biomasse Énergie géothermique https: //www. edf. fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z Énergie éolienne Énergie solaire Énergie hydraulique Énergie de la biomasse Énergie marine Énergie géothermique Énergie marine http: //www. explorateursenergie. com/index. php/enseign ants/l-energie/qu-est-ce-que-lenergie Énergie musculaire Énergie fossile Énergie nucléaire

Les formes de l’énergie Énergie musculaire Énergie électrique Énergie éolienne Énergie thermique Énergie solaire et nucléaire Énergie mécanique Énergie thermique Énergie cinétique Énergie rayonnante Énergie chimique Énergie nucléaire Comment classer ? Provoque un mouvement Provoque de la chaleur Énergie solaire Énergie éolienne Provoque de la lumière Énergie hydraulique Énergie de la biomasse Énergie géothermique Énergie marine Énergie éolienne Énergie solaire Énergie hydraulique Énergie de la biomasse Énergie marine Énergie géothermique Énergie musculaire Énergie fossile Énergie nucléaire

Les formes de l’énergie Énergie musculaire Énergie électrique Énergie éolienne Énergie thermique Énergie solaire et nucléaire Énergie mécanique Énergie thermique Énergie cinétique Énergie rayonnante Énergie chimique Énergie nucléaire Provoque un mouvement Provoque de la chaleur Énergie solaire Énergie éolienne Provoque de la lumière Énergie hydraulique Énergie de la biomasse Énergie géothermique Énergie marine Énergie éolienne Énergie solaire Énergie hydraulique Énergie de la biomasse Énergie marine Énergie géothermique Énergie musculaire Énergie fossile Énergie nucléaire

Les formes de l’énergie Énergie thermique Énergie liée à la « chaleur » . Elle correspond à de l’agitation microscopique. Énergie mécanique Énergie liée à la position ou au mouvement des objets macroscopiques. Énergie lumineuse Énergie transportée par les ondes électromagnétiques. Énergie électromagnétique Énergie contenue dans la matière Énergie liée à des interactions dans la matière : liaisons entre atomes dans les molécules, liaisons entre nucléons dans les noyaux atomiques. L’énergie liée à des déplacements de charges électriques.

Les formes de l’énergie Énergie mécanique Énergie thermique Énergie liée à la position ou au mouvement des objets Énergie liée à la position ou au macroscopiques. mouvement. Énergie thermique Énergie liée à la « chaleur » . Elle correspond à de l’agitation microscopique. Énergie électromagnétique Énergie contenue dans la matière Énergie liée à des interactions dans la matière : liaisons entre atomes dans les molécules, liaisons entre nucléons dans les noyaux atomiques. L’énergie liée à des déplacements de charges électriques, transportée par les ondes électromagnétiques.

Les formes de l’énergie que dire au cycle 3 ? Énergie mécanique Énergie thermique Énergie liée à la position ou au mouvement. X Énergie contenue dans la matière Énergie liée à des interactions dans la matière : liaisons entre atomes Énergie chimique dans les molécules, liaisons entre Énergie nucléaire nucléons dans les noyaux atomiques. X Énergie électromagnétique L’énergie liée à des déplacements Énergie électrique de charges électriques, transportée par les ondes électromagnétiques. Énergie lumineuse

Les formes de l’énergie que dire au cycle 3 ? Énergie mécanique Énergie chimique Énergie électrique Énergie thermique Énergie nucléaire Énergie lumineuse

Les sources de l’énergie Certaines formes d’énergie se stockent d’autres ne se stockent pas. X Énergie cinétique Énergie mécanique Énergie de position Énergie chimique Énergie électrique Les formes d’énergie qui se stockent Énergie thermique Énergie nucléaire Énergie lumineuse Celles qui ne se stockent pas

Une nuance entre sources et transferts d’énergie Les formes d’énergie qui ne se stockent pas sont des modes de transfert de l’énergie d’un système à un autre. le transfert électrique (lorsqu'il y a de l'électricité) ; le transfert thermique (ou transfert par chaleur) ; le transfert par rayonnement (cas particulier : la lumière) ; le transfert d’énergie cinétique (lorsqu'il y a une variation de vitesse)

Conversions et transferts • L’énergie se transfère d’un système à un autre, ou se convertit d’une forme en une autre • Transfert d’énergie par rayonnement entre le Soleil et la Terre. • Conversion d’énergie dans une pile en fonctionnement, l’énergie chimique est convertie en énergie électrique • Dans tous les cas l’énergie totale d’un système isolé est conservée.

Conversions et transferts • On schématise les conversions et transferts d’énergie par des chaînes énergétiques. Soleil Réservoir d’énergie nucléaire ie g r e n É nte a n n rayo Énergie rayonnante Terre Éne ther rgie miq ue

Conversions et transferts • On schématise les conversions et transferts d’énergie par des chaînes énergétiques. Pile Réservoir d’énergie chimique ie g r e n É nte a n n rayo Énergie électrique Éne ther rgie miq ue Lampe Éne ther rgie miq ue

Conversions et transferts Formes de transferts d’énergie Ce qui est facilement mesurable, c’est le transfert d’énergie. Travail mécanique E = F DL Transfert d’énergie cinétique E = ½ m Dv² Transfert d’énergie potentielle de pesanteur E = m g Dh Énergie thermique E = m c DT Énergie électrique E = P Dt Énergie rayonnante E = h c/l

Conversions et transferts 1/4, 184 calories Dans le système international d’unités, l’énergie se mesure en Joule (J) L’énergie consommée par une lampe de 25 W en 40 ms Que représente 1 Joule ? L’énergie d’une masse de 2 kg se déplaçant à 1 m/s (3, 6 km/h) L’énergie perdue par une masse de 100 g qui tombe de 1 m

Sources d’énergie – Ressources énergétiques Énergie de position Énergie chimique Énergie nucléaire

Sources d’énergie – Ressources énergétiques Les ressources renouvelables sont exploitables sans limite de durée à l’échelle humaine.

Sources d’énergie – Ressources énergétiques Toutes les autres sont des ressources non renouvelables.

Quelques obstacles didactiques • L’énergie est reconnue lorsqu'il y a un effet perceptible (changement visible, lumière, échauffement, mouvement…). • Les énergies potentielles (liaisons chimiques, énergie potentielle de pesanteur…) ne sont pas reconnues. • L’énergie chimique est reconnue s’il y a réaction, l’énergie potentielle de pesanteur est associée à l’existence d’une chute. • L'énergie est parfois conçue comme quelque chose de présent et d'actif pendant un certain temps, puis qui disparaît. • Pour rendre compte de la conservation de l’énergie, les élèves et les étudiants rencontrent des difficultés tant pour le choix du système isolé que pour l’écriture du bilan. • La perte ou le gain d’énergie d’un système non isolé n’est pas associée à la conservation de l’énergie d’un système plus large. • On note la confusions entre chaleur, température, chaleur et source de chaleur et la croyance en l’existence autonome du "chaud" et du "froid ". • La température est souvent considérée comme une caractéristique du matériau (les métaux, la faïence sont froids par nature, la laine est chaude, la glace est toujours à 0°C etc. ). • La chaleur est souvent considérée comme l'unique cause du changement de température.

Merci pour votre attention