énergie

grandeur physique
Nom de famille	énergie
symbole	${\displaystyle E}$
Taille et système d'unités Unité dimension SI J = kg m2 s −2   = N m   = W s _ _ _ _ _ L 2 M T − 2 _ CG erg L 2 M T − 2 _

L'énergie est une grandeur physique fondamentale qui joue un rôle central dans toutes les branches de la physique ainsi que dans la technologie , la chimie , la biologie et l'économie . Leur unité SI est le joule . L'importance pratique de l'énergie est souvent qu'un système physique peut émettre de la chaleur , du travail ou des radiations lorsque son énergie diminue. Dans un système fermé , l' énergie totale ne change pas (loi de conservation de l'énergie ). L'importance de l'énergie en physique théorique réside, entre autres, dans le fait que la loi de conservation de l'énergie, à l'origine un fait d'expérience, peut déjà être conclue du fait que les lois physiques fondamentales de la nature sont immuables dans le temps.

Il existe différentes formes d' énergie qui peuvent être converties les unes dans les autres . Des exemples de formes d'énergie sont l'énergie potentielle , cinétique , électrique , chimique et thermique. Des exemples de telles conversions d'énergie sont lorsqu'une personne soulève un colis ou accélère un vélo , lorsqu'une batterie est chargée , lorsqu'un être vivant s'engage dans son métabolisme ou lorsqu'un appareil de chauffage émet de la chaleur.

Dans de nombreux cas, l'énergie d'un système peut être calculée à partir de la taille actuelle des paramètres et des variables du système à l'aide d'une formule. Selon les équations du mouvement d'Hamilton, l'équation de Schrödinger ou l' équation de Dirac , la structure mathématique de cette formule détermine à elle seule tout le développement temporel du système dans ses moindres détails.

Selon la théorie de la relativité , l'énergie au repos et la masse sont liées par l' équivalence de la masse et de l'énergie ( ). ${\displaystyle E=mc^{2}}$

histoire du terme

Hermann von Helmholtz

Nicolas Léonard Sadi Carnot

Le mot énergie remonte au grec ancien ἐνέργεια , energeia , qui dans la Grèce antique avait un sens purement philosophique au sens de « réalité vivante et efficacité » ^[1] (voir aussi « acte et puissance »). En tant que terme scientifique, le mot lui-même a été introduit pour la première fois dans la mécanique en 1807 par le physicien Thomas Young . La nouvelle quantité d' énergie était destinée à indiquer la force des effets très spécifiques qu'un corps en mouvement peut produire par son mouvement, et qui ne sont pas uniquement dus à son élan . ${\displaystyle mv}$("la masse multipliée par la vitesse") peut être déterminée. A propos de l'élan était depuis les études de la collision de deux corps par Christiaan Huygens , Christopher Wren et John Wallison sait vers 1668 qu'il est retenu dans les corps élastiques et inélastiques, c'est-à-dire qu'il est la juste mesure des changements provoqués et donc de l'indestructible "amplitude du mouvement". Dans d'autres processus, cependant, des corps de masse différente provoquent des effets différents, même s'ils ont la même quantité de mouvement. Cela inclut, par exemple, la hauteur qu'un corps atteint lorsqu'il se déplace vers le haut, ou la profondeur du trou qu'il perce dans une masse molle lors de l'impact. Ici, l'effet n'augmente pas proportionnellement à la vitesse, comme l'impulsion, mais au carré de la vitesse. C'est pourquoi Gottfried Wilhelm Leibniz en 1686 ^[2] appela la taille la vraie mesure de la taille du mouvement et l'appela vis viva${\displaystyle mv^{2}}$("force vive"). Ce nom suivait la terminologie de l'époque, selon laquelle un corps ne pouvait produire des effets que par ses forces inhérentes . Cependant, le nom de « force vivante » a provoqué une confusion d'idées désastreuse et une quantité innombrable de malentendus dus à la « confusion avec le concept de force de Newton » (ainsi Max Planck 1887 dans sa présentation primée de l'histoire de la loi de conservation d'énergie ^[3] ) Leibniz argumentait comme suit :

Soulever un poids en hauteur demande autant de travail que soulever un poids en hauteur (loi des leviers). Selon Galileo Galilei est en chute libre , donc la vitesse terminale dans le premier cas est deux fois plus élevée que dans le second cas. Si on part de la force (vivante) inhérente , avec laquelle on veut mesurer ce travail ( forme latente de la force vive ), alors avec conservation de la force vive , ça veut dire et non pas comme le voulaient les disciples de Descartes. ^[4]${\displaystyle m}$${\displaystyle 4h}$${\displaystyle 4m}$${\displaystyle h}$${\displaystyle v\sim {\sqrt {h}}}$${\displaystyle m\,f(v)}$${\displaystyle m\,f(2v)=4\,m\,f(v)}$${\displaystyle f(v)=v^{2}}$${\displaystyle f\sim v}$

Daniel Bernoulli a déjà dérivé le préfacteur correct en énergie cinétique en 1726. ^[5] Chez lui, comme chez d'autres mécaniciens analytiques du XVIIIe siècle comme Leonhard Euler (e.g. traitement des déformations élastiques), Joseph Louis Lagrange (Mécanique Analytique 1788) il y a aussi des précurseurs de la notion d'énergie potentielle (le terme fonction potentielle vient de George Green en 1828 et introduit indépendamment par Carl Friedrich Gauss en 1840, mais Lagrange et Laplace en connaissaient déjà le potentiel). Le concept était déjà Leibniz (dans sa dérivation de ) et Johann I Bernoulli${\displaystyle {\tfrac {1}{2}}}$${\displaystyle mv^{2}}$connu, qui fut le premier à formuler le principe de la conservation des forces vives en 1735 (mais Leibniz en eut aussi l'idée, par exemple dans la 5ème lettre à Samuel Clarke ), qui fut notamment diffusée par l'élève de Leibniz Christian Wolff . À cette époque, l'énergie potentielle était appelée la forme latente de la force vitale , qui, par exemple, est répartie sur de plus petites particules du corps en cas de collision inélastique. ^[6]

Afin de pouvoir prédire les effets ci-dessus du mouvement du corps , Young a défini l'énergie comme la capacité du corps à se déplacer sur une certaine distance contre une force résistante. ^[7] Il a également remarqué que le travail effectué sur un corps sous forme de travail de levage se retrouve plus tard quantitativement dans son énergie, mais il n'a pas encore proposé le concept de conversion de différentes formes d'énergie et a également retenu la formule de Leibniz et guerre dans l'ensemble encore un partisan de la vision cartésienne des forces . ^[8ème]${\displaystyle \textstyle mv^{2}}$

Au XVIIIe siècle, la mécanique et la physique ne s'intéressaient pas particulièrement à l'énergie, d'importants chercheurs comme Euler ^[9] considéraient la dispute sur la vis viva , la véritable mesure de la force, comme une affaire de philosophes et ils s'occupaient de la solution de la les équations du mouvement notamment en mécanique céleste. Le concept d'énergie tel qu'il est compris aujourd'hui n'est pas né de la mécanique analytique du 18ème siècle, mais des mathématiciens appliqués de l'école française, ^[10] dont Lazare Carnot , qui a écrit que l'énergie cinétique est soit la force soit le déplacement . (en tant que force vitale latente) peut se manifester. ^[11]${\displaystyle mv^{2}}$Une définition quantitative du travail (« Force multipliée par la distance », ou ) a été donnée simultanément par Coriolis et Poncelet en 1829 , apparemment indépendamment l'un de l'autre ^[12] et aussi par Young. Coriolis a également trouvé la bonne expression pour l'énergie cinétique, que Rankine a d' abord appelée énergie cinétique en 1853 . ^[3]${\displaystyle \textstyle \int {\vec {F}}\cdot d{\vec {s}}}$${\displaystyle {\tfrac {1}{2}}mv^{2}}$

En relation avec la machine à vapeur, l'idée s'est développée que l'énergie thermique est la cause de l'énergie en mouvement ou du travail mécanique dans de nombreux processus. Le point de départ était que l'eau est convertie à l'état gazeux par la chaleur et que la détente du gaz est utilisée pour déplacer un piston dans un cylindre. L'énergie thermique stockée dans la vapeur d'eau est réduite par le puissant mouvement du piston. La relation entre l'énergie mécanique et la chaleur a été démontrée dans les expériences de Benjamin Thompson (comte Rumford, Munich 1796, 1798) et Humphry Davy (1799) , qui sont devenues célèbres .

Le physicien Nicolas Carnot a reconnu que l'exécution d'un travail mécanique nécessite une modification du volume de la vapeur. Il a également découvert que le refroidissement de l'eau chaude dans la machine à vapeur ne s'effectue pas uniquement par conduction thermique. Carnot publie ces découvertes en 1824 dans un ouvrage largement acclamé sur le principe de fonctionnement de la machine à vapeur. En 1834, Émile Clapeyron met les découvertes de Carnot sous forme mathématique et développe la représentation graphique du cycle de Carnot , qui est encore utilisée aujourd'hui .

En 1841, le médecin allemand Julius Robert Mayer a publié son idée selon laquelle l'énergie ne peut être ni créée ni détruite, seulement transformée. Il écrivit à un ami : « Ma thèse est... : la force de chute, le mouvement, la chaleur, la lumière, l'électricité et la différence chimique de pondérabilia sont un seul et même objet sous différentes formes. ^[13] « La quantité de chaleur perdue dans une machine à vapeur serait exactement égale au travail mécanique effectué par la machine. Ceci est maintenant connu sous le nom de "conservation de l'énergie" ou "première loi de la thermodynamique".

En 1854, le physicien Rudolf Clausius a amélioré le concept de conversion d'énergie. Il a montré que seule une partie de l'énergie thermique peut être convertie en travail mécanique. Un corps dont la température reste constante ne peut effectuer aucun travail mécanique. Clausius a développé la deuxième loi de la thermodynamique et introduit le concept d'entropie. Selon la deuxième loi de la loi, il est impossible que la chaleur passe indépendamment d'un corps plus froid à un corps plus chaud.

En 1847, Hermann von Helmholtz formule le principe "de la conservation de la force" et l'impossibilité d'un perpetuum mobiles ( perpetuus , latin éternel ; mobilis , latin : mobile) de première espèce. A cette époque, de nombreux inventeurs veulent encore produire des machines qui pourraient faire plus d'énergie générée lorsqu'elles y sont placées. Helmholtz a acquis ses connaissances en travaillant avec l'énergie électrique d'éléments galvaniques, en particulier une cellule zinc/brome. Plus tard, il a lié l'évolution de l'entropie et de la chaleur d'une transformation chimique à l'énergie libre. Cependant, Mayer et Helmholtz ont eu des difficultés à publier leurs découvertes dans les années 1840, car tous deux étaient initialement considérés comme des étrangers à l'extérieur du domaine et les physiciens en Allemagne étaient dans une attitude défensive envers la philosophie naturelle du cercle de Schelling , qui avait été influent depuis le fin du 18e siècle et l'homme tous deux soupçonnés d'être des adeptes de cette physique spéculative . ^[14]

En 1878, Josiah Gibbs est arrivé à des conclusions similaires à Helmholtz avec des cellules électrochimiques. Les réactions chimiques n'ont lieu que lorsque l' énergie libre diminue. L'énergie libre peut être utilisée pour prédire si une transformation chimique est possible ou comment l'équilibre chimique d'une réaction se comporte lorsque la température change.

Après que Wilhelm Wien (1900), Max Abraham (1902) et Hendrik Lorentz (1904) aient déjà publié des considérations sur la masse électromagnétique, Albert Einstein a publié la connaissance que la masse et l'énergie sont équivalentes dans le cadre de sa théorie restreinte de la relativité en 1905 .

Formes d'énergie et conversion d'énergie

Les moteurs à vapeur convertissent la chaleur en énergie mécanique.

Une dynamo de vélo convertit l'énergie mécanique en énergie électrique.

Un incendie convertit l'énergie chimique en chaleur.

L'énergie peut être contenue dans un système de différentes manières. Ces possibilités sont appelées formes d'énergie . Des exemples de formes d'énergie sont l'énergie cinétique , l'énergie chimique , l'énergie électrique, l'énergie de rayonnement ou l' énergie potentielle . Différentes formes d'énergie peuvent être converties les unes dans les autres, la somme des quantités d'énergie provenant des différentes formes d'énergie étant toujours la même avant et après la conversion d'énergie.

Une conversion ne peut avoir lieu que de manière à ce que toutes les autres quantités conservées du système aient la même valeur avant et après la conversion. Par exemple, la conversion de l'énergie cinétique est limitée par la conservation de la quantité de mouvement et du moment cinétique du système. Une toupie ne peut être ralentie et donc perdre de l'énergie que si elle libère simultanément un moment cinétique. De telles limitations existent également au niveau moléculaire. De nombreuses réactions chimiques qui sont énergétiquement possibles ne se produisent pas spontanément car elles violeraient la conservation de la quantité de mouvement. Les autres grandeurs conservées sont le nombre de baryons et le nombre de leptons. Ils limitent la conversion de l'énergie par les réactions nucléaires . L'énergie contenue dans la masse de matière ne peut être complètement convertie en une autre forme d'énergie qu'avec une quantité égale d' antimatière . Sans antimatière, la conversion à l'aide de la fission nucléaire ou de la fusion nucléaire ne réussit que dans une faible mesure.

Avec la deuxième loi de la thermodynamique , la thermodynamique spécifie une condition supplémentaire pour une conversion : l'entropie d'un système fermé ne peut pas diminuer. L'évacuation de la chaleur sans que d'autres processus ne se déroulent en même temps signifie un refroidissement. Or, une température plus basse correspond à une entropie réduiteet contredit ainsi la seconde loi. Cependant, afin de convertir la chaleur en une autre forme d'énergie, une autre partie du système doit être chauffée en échange d'un refroidissement. La conversion de l'énergie thermique en d'autres formes d'énergie nécessite donc toujours une différence de température. De plus, toute la chaleur stockée dans la différence de température ne peut pas être convertie. Les moteurs thermiques sont utilisés pour convertir la chaleur en énergie mécanique. Le rapport du travail maximum possible donné par la deuxième loi à la quantité de chaleur consommée est appelé le rendement de Carnot . Elle est d'autant plus grande que l'écart de température avec lequel fonctionne le moteur thermique est important.

D'autres transformations ne sont pas aussi affectées par les limites des lois de conservation et de la thermodynamique. De cette façon, l'énergie électrique peut être convertie presque complètement en de nombreuses autres formes d'énergie avec peu d'effort technique. Les moteurs électriques , par exemple, les convertissent en énergie cinétique.

La plupart des conversions ne se font pas entièrement en une seule forme d'énergie, mais une partie de l'énergie est convertie en chaleur. Dans les applications mécaniques, la chaleur est principalement générée par le frottement . Dans les applications électriques, la résistance électrique ou les courants de Foucault sont souvent à l'origine de la génération de chaleur. Cette chaleur n'est généralement pas utilisée et est appelée une perte. En relation avec le courant électrique, l'émission d' ondes électromagnétiques peut également se produire comme une perte indésirable. La relation entre l'énergie convertie avec succès et l'énergie utilisée est appelée efficacité .

Dans les applications techniques, une série de conversions d'énergie sont souvent couplées. Dans une centrale électrique au charbon , l'énergie chimique du charbon est d'abord convertie en chaleur par combustion puis transférée en vapeur. Les turbines convertissent la chaleur de la vapeur en énergie mécanique et entraînent à leur tour des générateurs qui convertissent l'énergie mécanique en énergie électrique.

L'énergie en mécanique classique

Le pendule d'une horloge à pendule convertit régulièrement l'énergie cinétique en énergie potentielle et vice versa. La montre utilise l'énergie potentielle des poids dans le champ gravitationnel terrestre pour compenser les pertes par frottement.

En mécanique classique , l'énergie d'un système est sa capacité à effectuer un travail . Le travail convertit l'énergie entre différentes formes d'énergie. La forme spéciale des lois de Newton garantit que la somme de toutes les énergies ne change pas. Le frottement et les pertes d'énergie associées ne sont pas pris en compte dans cette considération.

Le théorème de Noether permet une définition plus générale de l'énergie, qui prend automatiquement en compte l'aspect de la conservation de l'énergie. Toutes les lois naturelles de la mécanique classique sont invariantes par rapport aux décalages dans le temps. Ils se caractérisent par le fait qu'ils s'appliquent sans changement sous la même forme à tout moment. Le théorème de Noether stipule maintenant qu'il existe une quantité physique associée à cette symétrie par rapport au déplacement dans le temps, dont la valeur ne change pas avec le temps. Cette quantité est l'énergie.

De la loi de conservation de l'énergie et des pertes d'énergie inévitables dues au frottement , il résulte qu'il est impossible de construire une machine mécanique qui fonctionne pendant une durée quelconque ( perpetuum mobile ). De plus, la conservation de l'énergie, associée à la conservation de la quantité de mouvement, permet des déclarations sur le résultat des collisions entre objets sans avoir à connaître le mécanisme exact de la collision.

énergie et mouvement

L'énergie cinétique est l' énergie inhérente à l'état de mouvement d'un corps. Elle est proportionnelle à la masse et au carré de la vitesse par rapport au repère inertiel dans lequel le corps est décrit. ${\displaystyle E_{\mathrm {kin} }}$${\displaystyle m}$${\displaystyle v}$

${\displaystyle E_{\mathrm {kin} }\,=\,{\frac {1}{2}}mv^{2}}$.

La quantité d'énergie cinétique dépend donc du point de vue à partir duquel le système est décrit. On utilise souvent un référentiel inertiel au repos par rapport au sol.

Un corps étendu peut effectuer non seulement un mouvement de translation, mais également un mouvement de rotation. L'énergie cinétique inhérente au mouvement de rotation est appelée énergie de rotation . Celle-ci est proportionnelle au carré de la vitesse angulaire et du moment d' inertie du corps.

énergie et potentiel

L'énergie potentielle , également appelée énergie de position , est due à un corps en raison de sa position dans un champ de force , tant qu'il s'agit d'une force conservatrice . Il peut s'agir, par exemple, du champ gravitationnel terrestre ou du champ de force d'un ressort . L'énergie potentielle diminue dans le sens de la force et augmente contre le sens de la force ; elle est constante perpendiculairement au sens de la force. Si le corps se déplace d'un point où il a un potentiel d'énergie élevé à un point où il est plus bas, il fait tout autant de travail physiquecomment son énergie potentielle a diminué. Cette affirmation s'applique quel que soit le chemin emprunté par le corps pour se rendre d'un point à l'autre.

L'énergie potentielle d'un corps de masse dans un champ gravitationnel homogène avec une accélération gravitationnelle est proportionnelle à la hauteur au-dessus de l'origine du système de coordonnées : ${\displaystyle m}$${\displaystyle g}$${\displaystyle h}$

${\displaystyle E_{\text{pot}}=m\,g\,h\,}$.

En chute libre , cette énergie potentielle est convertie en énergie cinétique en accélérant le corps.

Puisque l'origine des coordonnées peut être choisie arbitrairement, l'énergie potentielle du corps n'est jamais absolue et ne peut être mesurée. Seuls leurs changements peuvent être mesurés.

Dans les mouvements périodiques, l'énergie potentielle est régulièrement convertie en énergie cinétique et de nouveau en énergie potentielle. Dans le cas d'un pendule , par exemple, l'énergie potentielle est maximale aux points de renversement ; l'énergie cinétique est ici nulle. Lorsque le fil pend verticalement, la masse atteint sa vitesse maximale et donc aussi son énergie cinétique maximale ; l'énergie potentielle a ici un minimum. Une planète a l'énergie potentielle la plus élevée à son point le plus éloigné du soleil, mais aussi l'énergie cinétique la plus faible. Jusqu'au point le plus proche du soleil, sa vitesse orbitale augmente juste assez pour que l'augmentation de l'énergie cinétique compense exactement la diminution de l'énergie potentielle.

L'énergie élastique est l'énergie potentielle des atomes ou des molécules déplacés de leur position de repos dans un corps élastiquement déformé, tel qu'un ressort mécanique . En général, l'énergie stockée (ou libérée) dans le corps lors d'une déformation élastique ou plastique est appelée énergie de déformation .

L'énergie en thermodynamique

Figure 1 L'énergie thermique et les lois de la thermodynamique (l'ordre des énergies dans le cercle extérieur est arbitraire).

Figure 2 Composantes exergétiques dans le combustible après combustion dans les fumées, après transfert de chaleur à la vapeur d'eau et après le passage à une pièce chauffée

Figure 3 Exergie dans les fumées

Figure 4 Exergie dans la vapeur d'eau à 32 bar et 350 °C

Figure 5 Diagramme simplifié de flux d'exergie et d'énergie de la production et de la distribution d'électricité à partir d'une centrale à vapeur

L'énergie thermique est l'énergie stockéedans le mouvement aléatoire des atomes ou des molécules d'une substance . Elle est familièrement appelée « énergie thermique » ou « teneur en chaleur ». La conversion de l'énergie thermique en d'autres formes d'énergie est décrite par la thermodynamique . On distingue ici l'énergie contenue dans le système ( énergie interne , enthalpie ) et la chaleur , l' énergie thermique transportée à travers la frontière du système .

La somme de l'énergie thermique, de l'énergie vibratoire dans le corps et de l'énergie de liaison est appelée énergie interne . Dans certaines sources, on distingue également l'énergie interne thermique, l'énergie interne chimique et l'énergie nucléaire en tant qu'énergie interne , mais cela laisse le champ de la thermodynamique. ^[15]

Conversion de l'énergie thermique en travail mécanique

Si toutes les formes d' énergie peuvent être entièrement converties en énergie thermique sous certaines conditions (voir #Formes d'énergie et conversion d'énergie ) ( première loi de la thermodynamique ), l'inverse n'est pas vrai. La deuxième loi de la thermodynamique décrit ici une limitation très importante (Figure 1). Selon la température à laquelle la chaleur est disponible, seule une partie plus ou moins importante peut être convertie en travail mécanique via un processus cyclique , tandis que le reste est rejeté dans l'environnement. En thermodynamique technique, les parties convertibles d'une forme d'énergie sont également appelées exergiedésigné. L'exergie n'est pas une variable d'état au sens propre, car elle dépend non seulement de l'état du système, mais aussi de l'état de l' environnement , qui est donné au cas par cas et doit être supposé en général. Ensuite, à l'aide de diagrammes de flux exergétiques, une chaîne de conversion d'énergie peut être tracée là où des pertes évitables (frottement ou autres processus dissipatifs ) sont à rechercher. La figure 2 montre que lorsque l'énergie chimique (100 % d'exergie) est convertie en chaleur à une température moyenne de 1 000 °C, la composante d'exergie n'est que de 80 %. Cette énergie est convertie en vapeur sous forme de chaleur dans une chaudière à vapeur à base d'eautransféré à 273 °C, il ne reste qu'environ 50 % et lorsqu'il est transféré dans une pièce chauffée à 20 °C, il ne reste qu'environ 7 %. Une température ambiante de 0 °C a toujours été supposée.

Calcul du travail maximum (exergie)

Lors du calcul de la partie exergétique de l'énergie thermique, il faut tenir compte du fait que la source de chaleur a une température constante, comme c'est le cas dans un réacteur à eau bouillante à environ 270 °C, ou si la chaleur est émise par un fluide de refroidissement, gaz de combustion . Dans le premier cas, la composante exergétique peut être déterminée via l' efficacité de Carnot à partir de la température supérieure du procédé et de la température ambiante, sinon la chaleur et l'exergie peuvent être obtenues à partir de l' intégrale de surface , qui est dérivée du diagramme TS de la figure 3 et du diagramme Ts peut être vu sur la figure 4. La formule est :

${\displaystyle {E_{\mathrm {ex} }}=H_{1}-H_{U}-T_{U}\cdot {\left(S_{1}-S_{U}\right)}\,}$.

La relation peut également être lue directement à partir des diagrammes. Ici : T est la température absolue en K, S est l' entropie en J/K, H est l' enthalpie en J, indice 1 : état initial, indice U : état ambiant.

La différence d'enthalpie est essentiellement (dans ce cas) l'énergie ajoutée sous forme de chaleur du combustible à l'air de combustion. Il apparaît comme l'aire sous la courbe d'apport de chaleur isobare . La partie exergétique est au-dessus de la température ambiante, l'autre partie inutilisable, appelée « anergie », est en dessous de cette ligne. Lorsque l'exergie diminue dans une chaîne de conversion d'énergie, on parle aussi de dévaluation d'énergie .

Lorsque la chaleur est transférée des gaz de combustion au fluide de travail, l'eau, qui est vaporisée et surchauffée , une nouvelle perte d'exergie se produit . La puissance mécanique maximale que l'on peut tirer du débit massique de vapeur pour un procédé avec de la vapeur surchauffée de, par exemple, 16 bars et 350 °C ne doit jamais être calculée à l'aide du rendement Carnot à cette température. Le résultat avec une efficacité de 52% serait faux. Cela contredirait la deuxième loi car la température moyenne de l'apport de chaleur dans le cycle eau-vapeur est plus faible. S'il n'y a pas de transfert de chaleur interne ( préchauffage régénératif de l'eau d'alimentation) de la condensation de la vapeur sur l'eau d'alimentation, comme dans les moteurs à vapeur, où dans le meilleur des cas théoriquement, la vapeur peut être amenée de manière réversible à l'eau dans les conditions ambiantes, à une température ambiante de 15 °C, seule une efficacité maximale de 34,4 % est atteinte. En revanche, le procédé Clausius-Rankine réversible de la figure 4 avec une pression de vapeur de 32 bars et une condensation à 24 °C atteint 37,2 %. Avec ces paramètres de vapeur, les processus réels n'atteignent que des rendements bien inférieurs.

Diagramme de flux d'énergie et d'exergie de la production d'électricité

Dans la figure 5, un diagramme de flux d' énergie simplifié de la production d' électricité par une grande centrale à vapeur ( condition de vapeur vive 260 bar, 545 °C, préchauffage de l'eau d'alimentation à 276 °C) avec distribution au consommateur final est comparé à un flux d'exergie correspondant diagramme. On peut en déduire qu'une partie importante de la dévaluation énergétique n'a pas lieu dans le condenseur ou dans la tour de refroidissement en aval de la centrale, où la chaleur perdue est dissipée, mais dans la conversion de l'énergie chimique du combustible en énergie thermique ( combustion ) et enTransfert de chaleur des fumées vers la vapeur d'eau. Les valeurs numériques de la distribution actuelle sont des valeurs de référence, elles peuvent légèrement différer dans des cas individuels.

énergie solaire

De plus, l' énergie solaire qui atteint la terre par rayonnement subit une perte d'exergie sur le chemin vers la surface de la terre . Alors que l' énergie interne du soleil est toujours constituée d'exergie pure à environ 15 millions de K, la température de surface du soleil d'environ 6000 K rayonne sur la surface de la Terre, dont la température peut être supposée être d'environ 300 K. En concentrant les rayons du soleil dans un collecteur, on ne dépasserait pas la température de la surface du soleil - même en haute montagne, où l' absorption par l' atmosphère terrestre ne joue pratiquement aucun rôle. Une efficacité résulterait du facteur Carnotd'environ 95 %. Alors, cependant, plus aucune énergie ne serait transmise. La limite thermodynamique est inférieure à celle-ci à une température d'absorbeur de 2500 K avec un rendement d'environ 85 %. En pratique, il existe également des pertes dissipatives, à commencer par l'absorption dans l'atmosphère, en passant par les propriétés matérielles des cellules cristallines jusqu'à la résistance ohmique des systèmes photovoltaïques , de sorte qu'à ce jour des rendements inférieurs à 20% ne peuvent être atteints. Le rendement le plus élevé actuellement atteint est de 18,7 %.

Production combinée de chaleur et d'électricité (CHP)

Bilan énergétique du chauffage urbain (rouge : exergie, bleu : anergie)

Bilan énergétique de la pompe à chaleur (rouge : exergie, bleu : anergie)

De la chaleur avec seulement une petite quantité d'exergie est généralement nécessaire pour le chauffage. Par conséquent, chauffer avec du courant électrique via une résistance chauffante est "un gaspillage d'énergie". Partout où de l'énergie mécanique ou de l'électricité est générée à partir de la chaleur et qu'il y a un besoin de chaleur en même temps, il est plus logique d'utiliser la chaleur perdue pour le chauffage que de fournir de la chaleur séparément. Dans une centrale de cogénération , si elle fonctionne à la vapeur, la vapeur est prélevée de la turbine dont la température est juste assez élevée pour conduire la chaleur de condensation au consommateur via un réseau de chauffage urbain . Alternativement, la chaleur résiduelle des moteurs à combustion stationnaires est également utilisée dans les centrales de production combinée de chaleur et d'électricité (CHP) .utilisé. La pompe à chaleur doit également être mentionnée ici. Il utilise le travail pour absorber la chaleur (énergie) de l'environnement et, avec le travail d'entraînement, pour la libérer sous forme de chaleur thermique à une température élevée correspondante. Si de l'eau souterraine à 10 °C est disponible comme source de chaleur et qu'une pièce doit être chauffée à 20 °C, une pompe à chaleur avec un cycle Carnot pourrait fournir 29 kWh de chaleur (CoP = 29) en utilisant un kilowattheure de travail d'entraînement . Les vraies pompes à chaleur, qui fonctionnent avec des fluides frigorigènes s'évaporant et se condensant alternativement à différentes pressions, atteignent des coefficients de performance d'environ 3 à 5.

énergie chimique

L'énergie chimique est la forme d' énergie qui est stockée dans un vecteur énergétique sous la forme d'un composé chimique et qui peut être libérée lors de réactions chimiques . Il décrit l'énergie associée aux forces électriques dans les atomes et les molécules et peut être divisée en énergie cinétique des électrons dans les atomes d'une part et en énergie électrique de l'interaction des électrons et des protons d'autre part.

Il est libéré lors des réactions exothermiques et doit être ajouté pour les réactions endothermiques .

L'énergie en électrodynamique

Un potentiel électrique peut être défini dans un champ électrique , tant qu'il n'y a pas de champ magnétique variant dans le temps . Un porteur de charge possède alors une énergie électrique potentielle (électrostatique) proportionnelle au potentiel et à sa quantité de charge. Comme le point zéro du potentiel peut être défini librement, l'énergie n'est pas non plus définie de manière absolue. Pour deux points du champ de potentiel, cependant, la différence d'énergie est indépendante du choix du point zéro du potentiel. En électrotechnique, les différences de potentiel correspondent à des tensions ; le potentiel de la terre est généralement choisi comme point zéro de l'échelle de potentiel.

Pour les arrangements de deux conducteurs électriques , l'énergie électrostatique est proportionnelle au carré de la différence des potentiels électriques des deux conducteurs. Le double de la constante de proportionnalité s'appelle la capacité électrique . Les condensateurs sont des composants électroniques qui ont une capacité élevée et peuvent donc stocker de l'énergie.

L'interprétation selon laquelle l'énergie est distribuée dans l'espace vide entre les charges est équivalente à l'idée que l'énergie électrostatique est transportée par des charges. De ce point de vue, la densité d'énergie, c'est-à-dire l'énergie par élément de volume, est proportionnelle au carré de l'intensité du champ électrique. S'il y a un diélectrique dans le champ électrique , l'énergie est également proportionnelle à la constante diélectrique .

Si une charge se déplace dans le vide vers un endroit où le potentiel électrique est plus faible, l'énergie cinétique de la charge augmente autant que l'énergie potentielle diminue. Cela se produit, par exemple, avec des électrons dans un tube électronique , dans un tube à rayons X ou dans un écran à tube cathodique . Si, au contraire, une charge se déplace le long d'un gradient de potentiel dans un conducteur, elle restitue immédiatement son énergie absorbée au milieu conducteur sous forme de chaleur. La puissance est proportionnelle au gradient de potentiel et à l' intensité du courant .

L'énergie électrique peut être transportée par des porteurs de charge se déplaçant le long de conducteurs sans aucun gradient de potentiel appréciable. C'est le cas, par exemple, des lignes aériennes ou des câbles électriques, à l'aide desquels l'énergie électrique circule de la centrale électrique au consommateur.

L'énergie magnétique est contenue dans des champs magnétiques tels que le stockage d'énergie magnétique supraconducteur .

L'énergie stockée dans un circuit électrique résonant idéal change continuellement entre la forme électrique et la forme magnétique. A tout moment, la somme des énergies partielles est la même (conservation de l'énergie). Ici, la partie magnétique ou électrique pure de l'énergie a deux fois la fréquence de l'oscillation électrique.

L'énergie en relativité

Selon la théorie de la relativité restreinte , la masse d' un objet au repos correspond à une énergie au repos de ${\displaystyle m}$

${\displaystyle E_{\text{Ruhe}}=m\,c^{2}\,}$.

L' énergie au repos est donc équivalente à la masse , à un facteur près (carré de la vitesse de la lumière ) . Dans certains processus, l'énergie restante peut être convertie en d'autres formes d'énergie et vice versa. Les produits de réaction de la fission nucléaire et de la fusion nucléaire ont des masses mesurablement inférieures à celles des matières premières. A l'inverse, en physique des particules élémentaires , on observe également la génération de particules et donc d'énergie au repos à partir d'autres formes d'énergie. ${\displaystyle c^{2}}$${\displaystyle c\,}$

En mécanique classique, l'énergie au repos n'est pas comptée car elle n'est pas pertinente tant que les particules ne se transforment pas en d'autres particules.

La relativité générale généralise davantage le concept d'énergie et inclut une représentation unifiée des énergies et des impulsions en tant que sources de courbure de l'espace via le tenseur énergie-impulsion . À partir de là, des quantités pouvant être mesurées par un observateur, telles que la densité d'énergie, peuvent être obtenues par des contractions . Le contenu énergétique est décisif pour l'étude du développement des espaces-temps. Par exemple, les conditions énergétiques peuvent être utilisées pour prédire l'effondrement de l'espace-temps en une singularité .

L'énergie en mécanique quantique

En mécanique quantique , l' hamiltonien détermine quelle énergie peut être mesurée sur un système physique. Les états liés du système ne peuvent correspondre qu'à des valeurs d'énergie discrètes , c'est-à-dire non arbitraires. Les particules ou rayons émis lors des transitions entre ces états ont donc des spectres de raies .

La quantification de l'énergie se produit avec les ondes électromagnétiques : Une onde de fréquence ne peut émettre de l'énergie que par paquets , où est la constante de Planck . ${\displaystyle \nu }$${\displaystyle E_{\text{Photon}}=h\,\nu }$${\displaystyle h}$

Utilisation technique de l'énergie

En raison de la loi de conservation de l'énergie, il n'est pas possible de produire de l'énergie. Cependant, le terme production d'énergie est encore utilisé dans la vie économique pour exprimer la conversion d'une certaine forme d'énergie (par exemple l'électricité) à partir d'une autre forme (par exemple l'énergie chimique sous forme de charbon). De manière analogue, il n'y a pas de consommation d'énergie au sens physique strict ^[16] , mais ce qu'on entend économiquement, c'est le passage d'une énergie primaire qui peut être bien utilisée (par exemple le pétrole, le gaz, le charbon) à une forme d'énergie qui ne peut plus être utilisé ( p. ex. chaleur perdue dans l'environnement) . D' économiser de l'énergieC'est le cas lorsque l'on trouve des procédés plus efficaces qui nécessitent moins d'énergie primaire pour le même objectif, ou lorsque l'utilisation de l'énergie primaire est réduite d'une autre manière, par exemple en réduisant la consommation.

La physique décrit la « consommation d'énergie » introduite ci-dessus avec le terme exact de l' augmentation de l' entropie . Alors que l'énergie est toujours conservée dans un système fermé, l'entropie augmente toujours avec le temps ou, au mieux, reste constante. Plus l'entropie est élevée, plus il est difficile d'utiliser l'énergie. Au lieu d'une augmentation de l'entropie, on peut aussi parler de dévaluation de l'énergie .

En particulier, la loi de l'augmentation de l'entropie empêche la conversion directe de l'énergie thermique en énergie cinétique ou électrique. Au lieu de cela, une source de chaleur et un dissipateur de chaleur (= refroidissement ) sont toujours nécessaires. Selon Carnot , l' efficacité maximale peut être calculée à partir de la différence de température.

Le cas limite d'une conversion d'énergie sans augmentation d'entropie est appelé un processus réversible . Un satellite sur une orbite elliptique autour de la terre est un exemple de conversion d'énergie presque réversible : au point le plus élevé de l'orbite, il a une énergie potentielle élevée et une énergie cinétique faible, au point le plus bas de l'orbite, c'est exactement le contraire. La conversion peut avoir lieu ici des milliers de fois par an sans pertes importantes. Dans les cavités supraconductrices, l'énergie peut être convertie dans les deux sens entre l'énergie de rayonnement et l'énergie électrique des millions, voire des milliards de fois par seconde, encore une fois avec des pertes inférieures à un pour mille par conversion.

Dans de nombreux procédés, qui par le passé étaient encore associés à des pertes élevées, c'est-à-dire à une augmentation considérable de l'entropie, les progrès technologiques permettent de plus en plus de réduire les pertes. Une lampe à économie d' énergie ou une LED convertit l'énergie électrique en lumière beaucoup plus efficacement qu'une lampe à incandescence. En utilisant la chaleur de l'environnement, une pompe à chaleur génère souvent beaucoup plus de chaleur avec une certaine puissance électrique qu'un radiateur électrique conventionnel avec la même puissance. Dans d'autres domaines, cependant, l'état de la technique est proche du maximum théorique depuis un certain temps, de sorte que seules de petites avancées sont possibles ici. Les bons moteurs électriques convertissent plus de 90 % de l'énergie électrique utilisée en énergie mécanique utilisable et seulement une petite partie en chaleur inutile.

Au sens physique, économiser de l'énergie signifie minimiser la dévaluation de l'énergie et l'augmentation de l'entropie lors de la conversion ou de l'utilisation de l'énergie.

énergie spécifique

En sciences naturelles, spécifique signifie « relatif à une certaine base d'évaluation » ( quantité liée ). L' énergie spécifique est liée à une certaine propriété d'un système qui peut être décrite par une grandeur physique .

Selon la norme DIN 5485 , l' énergie spécifique est spécifiquement liée à la masse et la densité d'énergie volumétrique est la désignation liée aux dimensions.

exemples

• Énergie par volume en J/m³ (dimension ): enthalpie (thermodynamique), enthalpies spécifiques telles que par ex. B. l' enthalpie de fusion, l'enthalpie de vaporisation, l'enthalpie de cristallisation , le pouvoir calorifique et le pouvoir calorifique (technologie énergétique), l'énergie spécifique de compactage (science des matériaux), l'énergie spécifique des explosifs${\displaystyle ML^{-1}T^{-2}}$
• Énergie massique en J/kg (dimension ) : travail spécifique, chaleur latente spécifique (thermodynamique), pouvoir calorifique et pouvoir calorifique des combustibles solides, énergie spécifique du réservoir d' énergie (technologie énergétique), capacité électrique et densité d'énergie du condensateur à plaques (électrotechnique), énergie spécifique du point de masse (Mécanique)${\displaystyle L^{2}T^{-2}}$

La thermodynamique et la chimie ne décrivent pas les valeurs énergétiques liées aux matériaux comme spécifiques , mais comme molaires :

• Énergie par quantité de substance en J/mol (dimension ): enthalpie molaire (thermodynamique)${\displaystyle ML^{2}T^{-2}N^{-1}}$

Approvisionnement et consommation d'énergie

Consommation d'énergie en Allemagne en 2017 par source d'énergie

La consommation d'énergie est le terme familier utilisé pour décrire l'utilisation de diverses énergies sous des formes que les gens peuvent utiliser facilement. L'approvisionnement énergétique fait référence à l'approvisionnement des consommateurs avec ces formes d'énergie, y compris l' infrastructure énergétique nécessaire .

L'énergie finalement fournie aux consommateurs est appelée énergie finale . Il peut s'agir à la fois d'énergie primaire telle que le gaz naturel pour faire fonctionner un système de chauffage et d'énergie dite secondaire telle que l'électricité ou le chauffage urbain , qui a été générée à partir de l'énergie primaire par conversion avec perte. Le chemin emprunté par l'énergie primaire depuis l'approvisionnement en énergie primaire d'origine via la conversion en d'autres formes d'énergie jusqu'à l'énergie finale et sa consommation dans différents secteurs à des fins différentes est décrit pour une économie dans les bilans énergétiques .

Consommation d'énergie finale par application, Allemagne 2019

Les principaux domaines d'application de l'énergie finale sont la chaleur et les transports (voir graphique pour l'Allemagne). La source d'énergie la plus importante dans la production de chaleur allemande est le gaz naturel. ^[17] Les principales sources d'énergie pour le trafic et les transports sont les huiles minérales (carburants). ^[18] Environ 20 % seulement de la demande énergétique finale en Allemagne est couverte par l'électricité.

Certains vecteurs énergétiques peuvent atteindre les consommateurs via des conduites, comme généralement les gaz combustibles , l'énergie électrique, la chaleur industrielle et le chauffage . Les huiles minérales, en particulier les carburants ( essence , gasoil , kérosène ) sont livrés par camion-citerne via un stockage intermédiaire dans les stations-service ou directement au consommateur. ^[19] La houille , le mazout , le combustible nucléaire et la biomasse sont également stockables et facilement transportables .

Le besoin en énergie est très variable dans le monde et est plusieurs fois plus élevé dans les pays industrialisés que dans le tiers monde , par exemple (voir liste des pays les plus consommateurs d'énergie ).

Dans les pays industriellement très développés, la fourniture d'énergie électrique à l'ensemble de la population joue un rôle majeur depuis le début du XXe siècle. En outre, l'approvisionnement, le transport et la transformation des combustibles à des fins de chauffage sont des branches importantes de l'économie.

source d'énergie

unités

En plus de l'unité SI dérivée Joule , d'autres unités d'énergie sont également utilisées, selon le domaine d'application. Watt seconde ( Ws ) et Newton mètre (Nm) sont identiques au joule.

L' électron-volt (eV) est utilisé en physique atomique , en physique nucléaire et en physique des particules élémentaires pour indiquer les énergies et les niveaux d'énergie des particules. Le Rydberg se produit moins fréquemment en physique atomique . L' unité cgs erg est souvent utilisée en physique théorique.

La calorie était courante en calorimétrie et est encore utilisée familièrement et dans la circulation des marchandises en plus de l'unité légale de joule pour spécifier la valeur calorifique physiologique des aliments . Les fournisseurs d'énergie mesurent la quantité d'énergie fournie aux clients en kilowattheures (kWh). L' unité de houille et l' unité de pétrole sont utilisées pour spécifier le contenu énergétique des vecteurs énergétiques primaires. L' équivalent TNT est utilisé pour mesurer la puissance explosive des explosifs.

liste

Les conversions suivantes en diverses unités sont exactes (les valeurs numériques ont été déterminées par des définitions) sauf où « ≈ » est écrit.

conversions

Dans le tableau de conversion suivant, l'unité indiquée à gauche est égale au nombre multiplié par l'unité indiquée ci-dessus :

ordres de grandeur

L'énergie est une variable dont la valeur peut varier de plusieurs ordres de grandeur dans la vie quotidienne. Les exemples sont :

1J = 1Ws = 1Nm _

énergie potentielle stockée dans une tablette de chocolat (env. 100 g) soulevée d'1 mètre.

3.6*10 ⁶ J = 3600 kJ = 3600 kWs = 1 kWh

Unité de facturation pour l'énergie électrique (coll. électricité), le gaz, etc. Un ménage privé européen a besoin d'environ 2000-4000 kWh d'énergie électrique par an.

2,9 10 ⁷ J = 8,141 kWh = 1 kg SCU

Une unité de houille correspond à la quantité d'énergie qui est convertie lors de la combustion de 1 kg de houille. Il s'agit d'une mesure courante lors de la spécification des quantités d'énergie primaire . (En 1998, le chiffre d'affaires mondial de l'énergie primaire était de 14,1 Gtce = 390 10 ¹⁸ J)

1 eV = 1,602 176 565(35) 10 ⁻¹⁹ J

L'unité électronvolt est utilisée, entre autres, en physique du solide , nucléaire et des particules élémentaires . Un photon de lumière violette a une énergie d'environ 3 eV, un photon de rouge environ 1,75 eV.

Masse de 1 kg ≙ 8,99 10 ¹⁶ J

(89,875,517,873,681,764 J) selon la relation d' Einstein : E = mc ² .

formules

• Energie de tension d'un ressort tendu :

${\displaystyle E_{\text{pot}}={1 \over 2}\,D\,s^{2}\,}$

où est la constante du ressort et la déflexion du ressort par rapport à la position de repos.${\displaystyle D}$${\displaystyle s}$

• Énergie potentielle d'un corps avec masse dans un champ gravitationnel homogène :${\displaystyle m}$

${\displaystyle E_{\text{pot}}=mgh}$

où est la masse , l'accélération due à la gravité et la hauteur à laquelle se trouve le corps.${\displaystyle m}$${\displaystyle g}$${\displaystyle h}$

• Energie cinétique d'un corps avec masse et vitesse :${\displaystyle m}$${\displaystyle v}$

${\displaystyle E_{\mathrm {kin} }\,=\,{\frac {1}{2}}mv^{2}}$.

• Energie de rotation d'un corps :

${\displaystyle E_{\mathrm {rot} }={\frac {1}{2}}J\omega ^{2}}$

où est le moment d' inertie autour de l'axe de rotation en question et est la vitesse angulaire .${\displaystyle J}$${\displaystyle \omega }$

• énergie électrique dans un circuit :

${\displaystyle E_{\text{el. Strom}}=U\cdot I\cdot t}$

où est la tension électrique , le courant traversant la ligne et la durée.${\displaystyle U}$${\displaystyle I}$${\displaystyle t}$

• Energie d'un condensateur chargé :

${\displaystyle E_{\text{Kondensator}}={\frac {Q^{2}}{2C}}={\frac {C\,U^{2}}{2}}\,}$

où est la charge , la capacité et la tension électrique.${\displaystyle Q}$${\displaystyle C}$${\displaystyle U}$

• Énergie de champ magnétique d'une bobine idéale porteuse de courant :

${\displaystyle E_{\text{Spule}}={\frac {L\,I^{2}}{2}}\,}$

où est l' inductance et est le courant électrique.${\displaystyle L}$${\displaystyle I}$

• Énergie relativiste d'une particule libre de masse de vitesse :${\displaystyle m}$${\displaystyle v}$

${\displaystyle E_{\text{relativistisch}}={\frac {m\,c^{2}}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}}$

où est la vitesse de la lumière .${\displaystyle c}$

• Énergie des quanta de lumière ( photons ):

${\displaystyle E_{\text{Photon}}=h\,f\,}$

où est la constante de Planck et est la fréquence .${\displaystyle h}$${\displaystyle f}$

• Energie d'un séisme :

${\displaystyle E_{\text{Erdbeben}}=10^{{\frac {3}{2}}(M-2)}}$tonnes d'équivalent TNT ,

où est la magnitude sur l' échelle de Richter .${\displaystyle M}$

• Le travail (changement d'énergie) est l'intégrale de la force le long du chemin parcouru :${\displaystyle F}$${\displaystyle s}$

${\displaystyle W=\int \mathbf {F} \,\mathrm {d} \mathbf {s} \,}$

• Le travail effectué sur un système dans l'intervalle de temps peut également être défini via la puissance : ^[20]${\displaystyle [t_{0},t_{1}]}$

${\displaystyle W=\int _{t_{0}}^{t_{1}}P(t)\,\mathrm {d} t}$

Voir également

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Littérature

• Jennifer Coopersmith : Énergie - le concept subtil. Oxford University Press, 2010, ISBN 0-19-954650-9 .
• Max Jammer : Énergie. Dans : Donald M. Borchert (éd.) : Encyclopédie de philosophie. Tome 3. Thomson Gale, 2005, p. 225–234.
• Marc Lange : Énergie (Addenda). Dans : Donald M. Borchert (éd.) : Encyclopédie de philosophie. Tome 3. Thomson Gale, 2005, p. 234–237.
• Yehuda Elkana : Découverte de la conservation de l'énergie. Harvard University Press 1974, (Préface I. Bernard Cohen ).
• István Szabó : Histoire des principes mécaniques. Birkhauser 1979.
• Martin Buchholz : Energie - Comment gaspiller quelque chose qui ne peut pas être réduit ? Springer , Heidelberg/Berlin, ISBN 978-3662497418 .

liens web

Wikiquote : Énergie  - Citations

Wiktionnaire : Energie  - explications du sens, origine des mots, synonymes, traductions

• qu'est-ce que l'énergie de la série télévisée alpha-Centauri (env. 15 minutes) . Première diffusion le 10 novembre 2002.

les détails

1. ↑ Rudolf Eisler : Dictionnaire des termes philosophiques (1904) [1]
2. ↑ Leibniz : Brevis demonstratio erroris memorabilis Cartesii. Acta Euditorum, 1686.
3. ↑ ^{a b} Max Planck : Le principe de la conservation de l'énergie. BG Teubner, Leipzig 1887.
4. ↑ Adapté de Max Jammer, Energy, Encyclopedia of Philosophy.
5. ↑ Bernoulli : Examen principiorum mecanicae. Comm. Acad. Pétropol. 1726, page 126. Voir Szabo : History of Mechanical Principles. Birkhauser 1979, p. 71.
6. ↑ Max Jammer : Energy, Encyclopedia of Philosophy. p.228.
7. ↑ Thomas Young : Un cours de conférences sur la philosophie naturelle et les arts mécaniques . Johnson, 1807, page 44. "La même idée est exprimée de manière un peu plus concise par le terme énergie qui indique la tendance d'un corps à s'élever ou à pénétrer à une certaine distance en opposition à une force retardatrice."
8. ↑ Max Jammer : Article Energy, Encyclopedia of Philosophy.
9. ↑ Voir Szabo : Histoire des principes mécaniques. P. 78, sur l'ignorance d'Euler du pamphlet d' Emmanuel Kant de 1749 sur la véritable estimation des forces vives .
10. ↑ Max Jammer : Article Energy, Encyclopedia of Philosophy.
11. ↑ Essai sur les machines en général. 1783, 2e édition 1803 comme Principes fondamentaux de l'équilibre et du mouvement.
12. ↑ Alexandre Moatti : Gaspard-Gustave de Coriolis (1792-1843) : un mathématicien, théoricien de la mécanique appliquée. Thèse de doctorat à l'Université de Paris, 2011 (PDF ; 6,4 Mo ; français).
13. ↑ Hans Joachim Störig : Petite histoire mondiale des sciences. Volume 2. Fischer Broché, Hambourg 1982, ISBN 3-596-26399-9 , pp. 89–91, 1280.
14. ↑ Walther Gerlach : Progrès des sciences naturelles au XIXe siècle. Dans : Histoire mondiale des Propylées. Tome 8 (XIXe siècle), 1960.
15. ↑ Friedhelm Kuypers : Physique pour ingénieurs et scientifiques : Tome 1 - Mécanique et thermodynamique . John Wiley & Sons, 4 octobre 2012, ISBN 978-3-527-66957-8 , p. 248– (consulté le 13 juin 2013).
16. ↑ Voir aussi : Martin Buchholz : Énergie - Comment gaspiller quelque chose qui ne peut pas devenir moins ? Dans: Science Slam Finale 2011. 19 novembre 2011, récupéré le 30 avril 2020 .  ou Martin Buchholz : Énergie - Comment gaspiller quelque chose qui ne peut pas être réduit ? 1ère édition. Springer, Berlin Heidelberg 2016, ISBN 978-3-662-49741-8 , p. 27 à partir de _ 
17. ↑ Production nette de chaleur en Allemagne par certaines sources d'énergie en 2018 et 2019. Récupéré le 23 novembre 2021 . 
18. ↑ Consommation d'énergie finale par secteur et source d'énergie. Consulté le 23 novembre 2021 . 
19. ↑ Logistique pétrolière. Consulté le 23 novembre 2021 . 
20. ↑ Peter Kurzweil : Collection de formules de physique. 2008, p.15.