Thermodynamique.
Transformation de l'énergie

Énergie thermique I de combustion.
Effets de la thermodynamique

Centrale solaire
thermoélectriques

Énergie thermique

Énergie thermique

L'énergie thermique est l'énergie libérée sous forme de chaleur. On peut aussi appeler énergie thermique. De manière plus technique, nous pouvons définir l'énergie thermique comme faisant partie de l'énergie interne d'un système thermodynamique en équilibre, proportionnelle à sa température absolue et augmentée ou diminuée par le transfert d'énergie.

L'énergie thermique peut être transformée à l'aide d'un moteur thermique (une centrale thermoélectrique utilise de l'énergie thermique pour produire de l'électricité); ou dans des travaux mécaniques (voiture, avion ou moteur de bateau, par exemple).

L'obtention d'énergie thermique peut impliquer un impact environnemental. Si l'énergie thermique provient de certaines sources d'énergie non renouvelable, telles que la combustion de combustibles fossiles ou l'énergie nucléaire, par exemple, l'impact sur l'environnement est négatif.

Lors de la combustion de combustibles fossiles, du dioxyde de carbone (CO2) et des émissions polluantes sont libérés. D'autre part, l'utilisation de l'énergie nucléaire présente également d'autres inconvénients: cette source d'énergie génère des déchets radioactifs qui doivent être contrôlés. De plus, l'utilisation des terrains provenant de centrales électriques et les risques de contamination dus à des accidents dans l'utilisation des matériaux concernés, tels que les déversements de pétrole ou les dérivés pétrochimiques, doivent être pris en compte.

D'autre part, l'énergie thermique peut être obtenue par le biais de sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire thermique. L’énergie thermique solaire peut capter le rayonnement solaire et le convertir en énergie grâce à des capteurs solaires.

L’énergie thermique peut être obtenue de plusieurs manières:

  • Il peut être obtenu directement de la nature. Ce serait le cas de l'énergie géothermique ou de l'énergie thermique solaire.
  • Energie produite à partir d'énergie chimique,
  • Il peut être obtenu par une réaction exothermique, comme la combustion de certains combustibles fossiles.
  • L'énergie thermique peut être générée par une réaction de fission nucléaire ou de fusion nucléaire. En séparant le noyau d'un atome, on obtient une grande quantité de chaleur.
  • Energie produite par énergie électrique par effet Joule ou par effet thermoélectrique
  • Energie thermique due au frottement, résidu d'autres procédés mécaniques ou chimiques.

Conversion de l'énergie thermique en d'autres formes d'énergie

L'énergie thermique ou thermique peut être convertie en d'autres types d'énergie. Les principales formes de conversion d’énergie sont la conversion en énergie mécanique et la conversion en énergie électrique.

Conversion de l'énergie thermique en énergie mécanique

Energie thermique par combustion de combustibles fossiles Le chauffage d'un gaz à un volume constant augmente l'énergie cinétique moyenne des particules qui le composent. Dans le même temps, le gaz chauffé augmente la pression sur les parois du conteneur qui les contient. À ce stade, le gaz a acquis une énergie potentielle, à un niveau macroscopique, et peut donc éventuellement se développer et pouvoir effectuer un travail mécanique comme cela se produit couramment dans les machines thermiques telles que les moteurs thermiques ou les moteurs à vapeur.

L'énergie potentielle acquise par le gaz est due à l'énergie thermique qui lui est fournie. L'acquisition d'énergie thermique par le gaz est confirmée par le fait que le gaz augmente sa température. Si le gaz peut se dilater, il fait un travail et consomme donc une partie de l'énergie qu'il a acquise et refroidie.

Conversion de l'énergie thermique en électricité

L’énergie thermique peut être transformée en d’autres formes d’énergie, par exemple, elle est transformée en électricité ou en énergie électrique.

Cette conversion de l'énergie thermique en énergie mécanique est réalisée dans des centrales thermoélectriques et thermonucléaires. Le gaz de la centrale thermoélectrique est chauffé par la combustion de combustibles fossiles (généralement du charbon ou du gaz naturel). Dans les centrales thermonucléaires, le gaz est chauffé grâce à l'utilisation de l'énergie nucléaire. Ils sont également connus comme des centrales nucléaires. Les deux types d'usines utilisent la vapeur dans le processus de conversion d'énergie.

Un autre type d'usines capables de générer de l'électricité sont les centrales géothermiques et les centrales thermodynamiques solaires. Dans ces cas, l'énergie thermique est obtenue naturellement. En géothermie, la chaleur provient de l’intérieur de la Terre. En énergie solaire thermique, l’énergie thermique est obtenue à partir du rayonnement solaire.

Obtention d'énergie thermique par rayonnement solaire

Le rayonnement solaire peut être converti en énergie thermique par différentes méthodes. Energie solaire thermique ces applications. Ci-dessous, 3 exemples: le four solaire, les capteurs solaires et les centrales solaires.

Le four solaire est composé d’un plus grand nombre de miroirs, contrôlés par ordinateur en fonction du mouvement du soleil, de sorte que les rayons incidents se reflètent dans le miroir concave central, qui est le point focal commun. Au point focal, la température peut atteindre 4000 ° C. Cette énergie thermique est déjà utile pour la fonte des métaux, le chauffage de fours ou l’eau (centrales solaires thermiques).

Capteurs solaires. Les capteurs solaires sont des panneaux en aluminium noirci qui absorbent le rayonnement solaire et le convertissent en chaleur grâce à un circuit fermé d’eau. Dans les maisons unifamiliales occupant des positions géographiques favorables, 90% des besoins en eau chaude peuvent être satisfaits (chauffage des appartements et des piscines, eau sanitaire). Dans les endroits moins chauds, cette récupération d'énergie n'est économique que si elle remplace la consommation d'électricité.

Centrale solaire: les centrales thermiques solaires concentrent le rayonnement solaire à l’aide de miroirs. À ce stade, concentre une grande quantité d'énergie thermique utilisée pour générer de la vapeur. Les turbines sont activées avec la vapeur générée, convertissant l'énergie thermique en énergie mécanique. Les turbines produiront de l’électricité de la même manière que les centrales nucléaires ou thermiques.

Les différences entre ces trois types de centrales résident dans le combustible utilisé pour obtenir de l'énergie thermique: énergie solaire, énergie nucléaire par la fission d'atomes d'uranium et la combustion de combustibles fossiles, respectivement.

Unité de mesure de l'énergie thermique

Les unités de mesure de l’énergie thermique sont les mêmes que celles utilisées pour mesurer l’énergie car c’est toujours une forme d’énergie.

L’énergie est mesurée en joules (J) selon le système international. Bien qu’en matière d’énergie calorifique, les calories sont également couramment utilisées (chaux). Une calorie est la quantité d'énergie nécessaire pour élever un gramme d'eau. Une calorie est égale à 4,18 joules.

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Dernier examen: 13 avril 2017

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