thermodynamique (MPSI) · Chapitre 6 · Application directe du cours
« Gaspiller » de l'énergie : la dégradation
Deuxième principe et bilans d'entropie · niveau 2
Énoncé
On dit qu'on « consomme » de l'énergie, alors que le premier principe affirme qu'elle se conserve.
- Que se conserve-t-il réellement, et qu'est-ce qui « se dégrade » ?
- En quoi une énergie « concentrée » (électricité, essence) est-elle plus utile qu'une énergie « dispersée » (chaleur ambiante) ?
- Relier la notion de « gaspillage » à la création d'entropie.
Corrigé
1. La quantité d'énergie se conserve (premier principe) ; c'est sa qualité qui se dégrade : l'énergie passe d'une forme ordonnée et concentrée à de la chaleur dispersée à température ambiante.
2. Une énergie concentrée peut être convertie en travail (déplacer, éclairer) ; une fois dispersée en chaleur ambiante (équilibre avec le milieu), elle ne peut presque plus fournir de travail utile.
3. Chaque irréversibilité (frottements, transferts sous écart fini…) crée de l'entropie et dégrade la qualité de l'énergie : « gaspiller », c'est produire de l'entropie sans rien en tirer d'utile.
