Ministère Chapitre 3 Flashcards
(14 cards)
STE : énergie thermique
Énergie thermique
- provient mouvement désordonné de toutes les particules d’une substance → degré d’agitation
- énergie que possède une substance en raison de la quantité de particules qu’elle contient et de leur température
- dépend quantité de particules présentes dans substance donnée + température de cette substance :
Quantité de particules :
> quantité de particules augmente → énergie thermique augmente
> quantité de particules diminue → énergie thermique diminue
Température :
> température augmente → énergie thermique augmente
> température diminue → énergie thermique diminue
- peut être transférée entre substances → milieu où température élevée à milieu où température basse
→ jusqu’à ce que 2 milieux aient la même température
⇒ Chaleur
STE : chaleur
Chaleur : transfert d’énergie thermique entre 2 milieux de températures différentes quand ils entrent en contact, toujours du milieu ayant température ++ élevée au milieu ayant température ++ basse → variation d’énergie thermique d’une substance
- symbole : Q
- Unité : J
- changement/variation de température → objet chaud → froid : diminution de température → dégage énergie thermique + objet froid → chaud : augmentation de température → absorbe énergie thermique
- dépend de température, quantité, nature de la matière
- Relation entre chaleur + énergie thermique :
Q = Et où
Q = chaleur (J)
Et = Variation d’énergie thermique (J)
Et = Et finale = Et initiale
- si négatif → substance dégagée énergie thermique → température diminue
- si positif → substance absorbe chaleur → température augmente
STE : différence avec température
Différence avec température
- Température : mesure du degré d’agitation des particules d’une substance
- Symbole : T
- Unité : celsius
- dépend de vitesse d’agitation des particules
- Chaleur : mesure du degré d’agitation des particules + leur masse (quantité de particules)
STE : Capacité thermique massique (c) :
Capacité thermique massique (c) :
- quantité d’énergie thermique qu’il faut fournir à 1 gramme d’une substance pour augmenter sa température de 1 degré Celsius
→ capacité à faire varier sa température
- propriété caractéristique propre à chaque substance
- unité : J/g C
- faible : + facile d’augmenter/diminuer sa température
- élevée : + difficile d’augmenter/diminuer sa température
- ex : plage → sable brûlant alors que eau froide → mais reçoit même énergie du soleil
⇒ sable nécessite moins d’énergie pour augmenter température → réchauffe + vite que eau
⇒ capacité thermique massique
STE : Formule
Formule : relation énergie thermique, capacité thermique massique, masse, variation de température
Q = mcΔT
Q = la chaleur, donc la variation d’énergie thermique (J)
m = la masse, dont la quantité de particules (g)
c = la capacité thermique massique (J/g°C)
ΔT = la variation de température (°C)
→ ΔT = Tf – Ti
Tf = la température finale (°C)
Ti = la température initiale (°C)
STE : L’énergie cinétique
L’énergie cinétique
- Énergie que possède un objet en raison de son mouvement
- Symbole : Ek
- Unité : joule (J)
- ex. bille roulée peut bouger un autre bille en la frappant, chutes d’eau peuvent tourner les turbines
Relation entre énergie cinétique, la masse et la vitesse
- Énergie cinétique dépend sa masse + sa vitesse → + lourde, + vite, + énergie, + capacité à effectuer travail grande
Formule :
Ek = ½ mv2
Ek = énergie cinétique (J)
m = masse (kg)
v = vitesse (m/s)
→ doubler masse → 2x + énergie cinétique
→ doubler vitesse → 4x + énergie cinétique (accidents voitures mortels)
STE : énergie potentielle gravitationnelle
Énergie potentielle gravitationnelle
- énergie de réserve que possède objet en raison de sa masse et de sa hauteur par rapport à une surface de référence
- doit être transformée en une autre forme d’énergie pour effectuer un travail car énergie réserve
- ex. étirer la corde d’un arc, soulever un marteau
→ énergie cinétique nécessaire pour ces travaux est transférée à objet sous forme énergie potentielle emmagasinée dans objet
→ marteau retombé/propulser flèche → énergie potentielle transformée en énergie cinétique pour effectuer travail
- symbole : Ep
- Unité : (J)
Relation entre énergie potentielle gravitationnelle, la masse, l’intensité du champ gravitationnel et la hauteur
- énergie potentielle gravitationnelle dépend de la masse, de l’intensité du
champ gravitationnel et de la hauteur d’un objet par rapport à une surface
de référence
Formule
Ep = mgh
Ep = énergie potentielle gravitationnelle (J)
m = masse (kg)
g = intensité du champ gravitationnel (N/kg) → Terre = 9,8 N/kg
h = hauteur de l’objet par rapport à surface de référence (m)
→ énergie potentielle gravitationnelle doublée → double masse/double hauteur
STE : énergie mécanique
Énergie mécanique
- énergie d’un corps emmagasinée sous forme Ek et Ep
- constitue en la somme d’énergie cinétique et énergie potentielle car Ek peut se transformée en Ep etc
- symbole : Em
- unitée : Joule (J)
Relation entre énergie cinétique et potentielle
Em = Ek + Ep
Em = énergie mécanique (J)
Ek = énergie cinétique (J)
Ep = énergie potentielle (J)
ST : Loi de la conservation de l’énergie
Loi de la conservation de l’énergie → dans système sans apport énegie supplémentaire ou perte énergie (frottement) : énergie mécanique demeure toujours constante
Objet en chute libre : à mesure qu’il tombe : Ep diminue (hauteur diminue) ET Ek augmente (vitesse augmente)
→ énergie mécanique de objet en chute libre reste toujours constante tout au long de sa chute → Ep se transforme progressivement en Ek (montagnes russes)
→ Paraboles
STE : mouvement + déplacement
Le mouvement :
principales variables :
- vitesse, déplacement, temps, accélération
Relation entre la vitesse le déplacement et le temps
Description du mouvement d’un objet qui se déplace : vitesse moyenne ou vitesse instantanée
Vitesse instantanée : vitesse à un moment précis
Vitesse moyenne : vitesse si vitesse constante tout le long
Formule vitesse moyenne :
v = d/Δt
v= vitesse moyenne (m/s)
d = déplacement (m)
Δt = variation de temps → durée déplacement (s)
STE : Relation entre la masse et le poids
Masse :
- mesure de la quantité de matière d’un objet
- unité : kg
- dépend pas de l’endroit où elle est mesurée
Poids :
- mesure de la force gravitationnelle exercée sur un objet
- varie selon l’endroit où il se trouve → dépend de l’intensité du champ gravitationnel + sa masse
- unité : N
Formule
w = Fg = mg
w = poids (N)
Fg = force gravitationnelle (N)
m = masse (kg)
g = intensité du champ gravitationnel (N/kg)
STE : force efficace
Force efficace :
- force appliquée → seule une des ses composantes modifie mouvement/cause déformation → force efficace
- reste de la force insuffisante pour provoquer effet apparent
→ composante d’une force responsable de la modification du mouvement d’un objet → composante de la force parallèle au mouvement produit
- contribue au mouvement de la force
Calcul de la force efficace
- méthode graphique : proportions égales
- trigonométrie : Feff = Fapp x Cos°
Feff = Force efficace (N)
Fapp = Force appliquée (N)
Angle = angle entre Fapp + déplacement (°)
→ Sin = Opp/Hyp
→ Cos = Adj/Hyp
→ Tan = Opp/Adj
STE : Le travail
Le travail
- force appliquée sur un objet provoque déplacement de cet objet ou une partie, dans la même direction que la force ou une de ses composantes
- peut provoquer déformation quand 1 partie de objet est déplacée
- déplacement (Δs) : distance (m)
- pas parce que force appliquée sur un objet que mouvement (déplacement) dans la direction de la force appliquée
* déplacement perpendiculaire à la force → composante de la force nulle
- moyen de transférer de l’énergie lié à un déplacement
- il faut que l’objet de la force appliquée soit en mouvement sinon pas de travail car pas de transfert d’énergie
- unité : J
Relation entre travail et énergie
- effectuer travail = utilisation énergie → transférée d’un objet à une autre (loi de la conservation de l’énergie) + généralement transformée
Formule : W = ΔE
W = travail (J)
ΔE = variation d’énergie d’un objet (J)
→ augmentation énergie objet provient travail accompli
→ énergie nécessaire pour effectuer travail provient nécessairement d’un objet
Relation entre le travail, la force et le déplacement
Formule : W = F//Δs
W = travail (J)
F// = force efficace
Δs = déplacement (m)
ST : rendement énergétique
Le rendement énergétique
- énergie utile : énergie utilisée par système pour faire travail auquel il a été conçu
- système peut pas transformer toute l’énergie consommé en forme utile
- reste énergie transformée en une autre forme ou dissipée dans environnement
- rendement énergétique : pourcentage d’énergie consommée par une machine/système qui a été transformée en énergie utile → calculer efficacité système à transformer énergie consommée en énergie utile
- Formule : rendement énergétique = quantité énergie utile/quantité d’énergie consommée x 100
Augmenter le rendement énergétique
→ diminuer quantité d’énergie consommée
→ optimiser transformation d’énergie pour augmenter proportion d’énergie utile
- amélioration des composants
- modification du concept
→ améliorer rendement énergétique d’un appareil = plusieurs avantages : économie énergie, économie argent…
