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8 • Conservation de l’énergie – Chaleur – Travail – Énergie interne – Enthalpie
Exercice 8.7 Premier principe de la thermodynamique
Le premier principe veut qu’on ne puisse pas produire (au sens de créer) de
l’énergie, mais seulement la transformer. Comment peut-on interpréter la
production d’énergie électrique par une centrale hydraulique (chute d’eau) et
par une centrale thermique brûlant du charbon ?
Solution
➤ Centrale hydraulique
La chute d’eau transforme en énergie cinétique l’énergie potentielle que possédait l’eau d’un lac
de montagne, qui était auparavant celle de la pluie ou de la neige, et encore auparavant celle de
l’eau des nuages.
Cette eau d’altitude provient de l’évaporation de l’eau de mer provoquée par l’énergie solaire.
Mais, après avoir traversé la centrale, cette eau retourne finalement à la mer, fermant ainsi le
cycle de l’eau. En définitive, quelle énergie a été transformée ?
➤ Centrale thermique
Elle transforme en énergie électrique la chaleur de combustion du charbon, au cours de laquelle
l’énergie chimique qu’il contient de façon latente (énergie de liaison) devient chaleur. Le
charbon provient de la fossilisation de la matière végétale (on dirait maintenant la biomasse) de
l’ère quaternaire, mais quelle énergie avait permis la croissance de ces végétaux, et se retrouve
actuellement enfermée dans le charbon ?
Dans les deux cas on trouve l’énergie solaire à l’origine de la chaîne, on comprend donc qu’on
cherche à supprimer les intermédiaires, et à transformer directement le rayonnement solaire en
électricité grâce au photovoltaïsme.
La seule énergie dont nous disposions qui ne soit pas d’origine solaire est l’énergie nucléaire.
Mais le soleil lui-même tire son énergie de réactions nucléaires (fusion) de sorte qu’en définitive
toute l’énergie disponible à l’homme est nucléaire (même sa propre énergie musculaire, puisée
dans des aliments végétaux ou animaux qui n’existeraient pas sans l’énergie solaire).
La question conduit à remonter aussi loin que possible la chaîne des transformations d’énergie qui, dans chacun des cas, aboutit finalement à l’énergie électrique
(d’où vient l’eau de la chute d’eau… ? d’où vient le charbon… ?)
8 • Conservation de l’énergie – Chaleur – Travail – Énergie interne – Enthalpie
Exercice 8.7 Premier principe de la thermodynamique
Le premier principe veut qu’on ne puisse pas produire (au sens de créer) de
l’énergie, mais seulement la transformer. Comment peut-on interpréter la
production d’énergie électrique par une centrale hydraulique (chute d’eau) et
par une centrale thermique brûlant du charbon ?
Solution
➤ Centrale hydraulique
La chute d’eau transforme en énergie cinétique l’énergie potentielle que possédait l’eau d’un lac
de montagne, qui était auparavant celle de la pluie ou de la neige, et encore auparavant celle de
l’eau des nuages.
Cette eau d’altitude provient de l’évaporation de l’eau de mer provoquée par l’énergie solaire.
Mais, après avoir traversé la centrale, cette eau retourne finalement à la mer, fermant ainsi le
cycle de l’eau. En définitive, quelle énergie a été transformée ?
➤ Centrale thermique
Elle transforme en énergie électrique la chaleur de combustion du charbon, au cours de laquelle
l’énergie chimique qu’il contient de façon latente (énergie de liaison) devient chaleur. Le
charbon provient de la fossilisation de la matière végétale (on dirait maintenant la biomasse) de
l’ère quaternaire, mais quelle énergie avait permis la croissance de ces végétaux, et se retrouve
actuellement enfermée dans le charbon ?
Dans les deux cas on trouve l’énergie solaire à l’origine de la chaîne, on comprend donc qu’on
cherche à supprimer les intermédiaires, et à transformer directement le rayonnement solaire en
électricité grâce au photovoltaïsme.
La seule énergie dont nous disposions qui ne soit pas d’origine solaire est l’énergie nucléaire.
Mais le soleil lui-même tire son énergie de réactions nucléaires (fusion) de sorte qu’en définitive
toute l’énergie disponible à l’homme est nucléaire (même sa propre énergie musculaire, puisée
dans des aliments végétaux ou animaux qui n’existeraient pas sans l’énergie solaire).
La question conduit à remonter aussi loin que possible la chaîne des transformations d’énergie qui, dans chacun des cas, aboutit finalement à l’énergie électrique
(d’où vient l’eau de la chute d’eau… ? d’où vient le charbon… ?)