Unités d'énergie

Imagine que quelqu'un te demande à combien de mètres se trouve le magasin le plus proche, ou combien de kilogrammes pèse un sac de tomates. Tu peux probablement y répondre facilement. Mais si quelqu'un te demandait combien d'énergie il te faudrait pour soulever 1 kilogramme de tomates à 1 mètre de hauteur ? Peut-être que la réponse ne te viendrait pas tout de suite. L'énergie est souvent moins intuitive à appréhender que, disons, la distance ou le poids.

L'énergie est la capacité d'effectuer un travail, comme déplacer un objet. Par conséquent, l'unité de base de l'énergie est la même que l'unité de travail, — un joule. Si quelque chose a un joule d'énergie, il est capable d'effectuer le travail d'un joule, comme déplacer un objet d'un mètre, par une force d'un newton. Ainsi, un joule est égal à un newton fois un mètre. C'est à peu près ce qu'il faut pour soulever une tomate moyenne d'un mètre sous l'effet de la gravité terrestre.

Que dirais-tu de soulever ce kilo de tomates ? Tu devras appliquer une force de 9,8 newtons sur une distance de 1 mètre. Cela nécessite 9,8 joules d'énergie. L'énergie peut aussi exister sous d'autres formes qui n'ont rien à voir avec le fait de déplacer des objets physiques. Elle peut être lié à la chaleur, à la lumière ou à l'électricité.

Peu importe la forme qu'elle prend, On peut exprimer la quantité d'énergie en joules. Porter à ébullition un verre d'eau à température ambiante consomme environ 80 000 joules. Une tomate, une fois digérée, dégage une énergie chimique d'environ 70 000 joules. L'énergie que la Terre reçoit du soleil chaque jour est de dix mille milliards de milliards de joules. Ces exemples montrent que le joule est une unité assez petite, ce qui peut être gênant dans de nombreuses situations.

Donc, l'énergie est souvent donnée dans une unité qui est 1000 fois plus grande que le joule, un kilojoule. Un kilojoule fournit assez d'énergie pour apporter une demi-cuillère à café d'eau froide à ébullition. La digestion de cette tomate libère environ 70 kilojoules. Mais quand il s'agit de nourriture, nous avons tendance à utiliser une autre unité d'énergie. Tu peux souvent trouver cette unité sur les emballages alimentaires dans un tableau qui montre la valeur nutritionnelle.

Cette unité est une kilocalorie. Une kilocalorie est la quantité d'énergie nécessaire pour élever la température de 1 kilogramme d'eau par 1 degré Celsius. Une kilocalorie est égale à 4,2 kilojoules. Les 70 kilojoules d'énergie de cette tomate équivalent à environ 17 kilocalories. Il y a une autre unité d'énergie dont tu as peut-être entendu parler.

Elle apparaît généralement sur les factures d'électricité qui montrent combien d'énergie électrique un ménage a utilisé. Cette unité est le kilowattheure. Il exprime la quantité d'énergie consommée pour faire fonctionner tel appareil électrique pendant un certain temps. Si tu as un mixeur de cuisine à grande vitesse de 1000 watts et que tu le fais fonctionner pendant une heure, tu utiliseras exactement 1 kilowattheure d'énergie. Une ampoule de 100 watts allumée pendant dix heures utilisera également 1 kilowattheure.

Et il en va de même pour une LED de 10 watts allumée pendant cent heures. 1 kilowattheure équivaut à 3600 kilojoules. L'énergie est la capacité à effectuer un travail. Les joules sont l'unité standard et universelle pour mesurer l'énergie. Mais dans de nombreuses situations, il est plus pratique d'utiliser d'autres unités, comme les kilojoules, les kilocalories ou les kilowattheures.

Pourquoi n'essaies-tu pas de découvrir combien de joules il te faut pour soulever ton cartable ? Tu peux même regarder la puissance en watts d'un appareil électrique. Si tu sais combien de temps tu utilises cet appareil à chaque fois, tu peux calculer les kilowattheures !