L’objectif de cet article est de déterminer comment l’énergie d’un système varie. Nous allons explorer le concept de bilan énergétique et le rendement associé.
Schéma général
Un schéma représentant le système est utilisé pour analyser les interactions avec l’extérieur. Les flèches qui entrent dans le système indiquent les quantités de chaleur (Q) et les travaux mécaniques ou électriques (W) qui sont ajoutés à l’énergie du système. Les flèches sortantes représentent la perte ou la fourniture d’énergie du système. Par exemple, dans le cas d’un moteur, nous ajoutons de l’énergie de combustion (Q1) qui alimente le moteur pour produire de l’énergie mécanique (W). Nous notons une perte d’énergie (Q2) qui est perdue sous forme de chaleur due aux frottements. Les flèches du schéma indiquent le sens des quantités d’énergie.
Le rendement
Le rendement est une quantité essentielle. Dans le cas d’une voiture ou d’un réfrigérateur, un rendement élevé est préférable. Un rendement proche de 100% signifie que l’énergie utile est équivalente à l’énergie consommée. Malheureusement, atteindre un rendement de 100% est quasiment impossible.
Exemple : le moteur
Dans le cas d’un moteur, l’énergie utile est le travail fourni (W) et l’énergie consommée est l’énergie électrique ou thermique (Q1) selon le type de voiture. Le rendement est calculé en divisant l’énergie utile par l’énergie consommée (r = W/Q1).
Exemple : le réfrigérateur
Pour un réfrigérateur, l’énergie utile est la chaleur prélevée aux aliments et l’énergie consommée est l’énergie électrique (Q) provenant de la prise électrique. Le rendement est calculé en divisant la chaleur prélevée par l’énergie électrique consommée (r = chaleur prélevée/énergie électrique consommée).
En conclusion, le rendement est une mesure importante pour évaluer l’efficacité d’un système énergétique. Un rendement élevé indique une utilisation optimale de l’énergie, ce qui est préférable dans de nombreux cas, que ce soit pour une voiture ou un réfrigérateur.
