Principe de conservation
Conservation de la matière et de l'énergie
« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » : cette formule traduit la conservation pour un système clos de la masse et de l'énergie.
Le premier principe de la thermodynamique exprime la conservation de l'énergie : «pour un système physique délimité par une frontière, la somme des échanges d'énergies à la frontière de ce système est égale à la variation d'énergie interne portée par ce système».
Bilan énergétique
Afin d'identifier les flux d'énergie, la démarche suivante peut être employée :
isoler mentalement le système, faire un schéma
délimiter la frontière du système
recenser les énergies échangées à la limite du système
représenter les échanges d'énergie par une flèche indiquant leur sens supposé
écrire la relation entre les différentes énergies grâce au principe de conservation
Exemple : Lampe Basse Consommation
Appliqué à une lampe basse consommation, cette démarche permet d'écrire (considérant que la lampe ne stocke pas d'énergie) :
\(E_{\; ELECTRIQUE} = E_{\; LUMINEUSE} + E_{\; THERMIQUE}\)
Composantes des différentes formes d'énergie
En respectant les unités ci-dessus, quelle que soit la nature de l'énergie :
Puissance (en W) = «effort» x «flux»
Énergie (en J) = «effort» x «déplacement»
Exemple : Énergie électrique
Puissance = tension x intensité, soit P = U x I
Énergie = tension x charge, soit W = Q x U (relation utilisable pour caractériser l'énergie emmagasinée dans un accumulateur).
Exemple : Puissance développée en mouvement de translation rectiligne
La puissance \(P\) (\(W\)) développée dans un mouvement de translation est le produit de l'effort fourni \(F\) (\(N\)) par la vitesse de translation \(v\) (\(m/s\)).
\(P=F \times v\)