L'énergie
Base
L’énergie est une quantité exprimant la capacité à modifier l’environnement.
L’énergie se conserve dans un système fermé (sans échange avec l’extérieur).
Unités
L’unité fondamentale d’énergie est le Joule [J] qui correspond à une quantité sensible à l’échelle humaine habituelle.
Ainsi, 1 Joule est l’énergie permettant de :
Monter 1 kg d’environ 10 cm.
Chauffer 1 g d’eau d’environ 4,2°C.
Accélérer une masse de 2 kg à une vitesse de 1 m/s.
En physique atomique ou des particules, on utilise une unité beaucoup plus petite, l’électron-Volt [eV] qui correspond à l’énergie acquise par un électron (de charge élémentaire -e ≃ -1,602 10-19C ) sous une différence de potentiel d’1 Volt :
1 eV ≃ 1,602 10-19J
D’autres unités d’énergies correspondent à différentes échelles ou usages, ainsi :
1 cal (calorie) ≃ 4,18 J pour chauffer 1 g d’eau d’1°C
1 Cal (kilocalorie) ≃ 4,18 103 J pour chauffer 1 kg d’eau d’1°C
1 kWh = 3,6 106 J pour 1 radiateur d’un 1 kW pendant 1 heure
1 tep ≃ 41,8 109 J produite par la combustion d’une tonne de pétrole
1 tTNT ≃ 4,18 1012 J produite par l’explosion d’une tonne de TNT
Energie de masse
A. Einstein a établi une relation entre la masse m d’une particule et son énergie (de masse) E.
C’est la fameuse équation :
E = mc2
c = 299 792 458 m/s est une constante de la physique correspondant à la vitesse de la lumière dans le vide.
Cela explique que la masse des particules, dont l’unité internationale est le [kg], s’exprime souvent en [eV/c2]. Ainsi :
1 eV/c2 ≃ 1,78 10-36 kg