Energy and its various forms

What's energy ? Which are its various forms ?

Qu'est ce que l'énergie ? What is energy ?

L'énergie est un concept complexe. Certains scientifiques, à l'instar de Nikola Tesla, pensent que l'énergie est répandue partout dans l'univers en quantités illimitées, alors qu'Einstein a réfuté cette idée bien qu'ayant changé d'avis sur ce sujet. La théorie de la relativité restreinte stipule que le vide ou l'éther ne contient pas d'énergie.

Energy is a complex concept. Some scientists, like Nikola Tesla, think energy is spread throughout the universe in unlimited quantities, then Einstein rejected this idea although he changed its opinion on this subject. The theory of relativity states that the vacuum or ether contains no energy.

Nous ne pouvons pas voir l'énergie, ni la toucher ou la tenir dans nos mains, et pourtant selon la formule d'Einstein e=mc² , n'importe quelle matière de l'univers est équivalente à une certaine quantité d'énergie. L'énergie entre les différentes planètes est échangée sous forme d'ondes sinusoïdales électromagnétiques, dont le spectre d'émission (l'ensemble des ondes incluant toutes les fréquences de vibration) est essentiellement situé dans le visible avec une valeur moyenne centrée sur le vert clair. La quantité d'énergie transmise par ces ondes est véhiculée par des corpuscules immatérielles appelées "photons" et dépend de la fréquence de l'onde électromagnétique. Chaque photon animé de la fréquence de vibration ν transmet la quantité d'énergie discrète E=h.ν (h : constante de Planck). L'énergie transmise par le Soleil est donc exclusivement radiante.

We can not see energy, or touch or hold it in our hands, and yet according to Einstein's formula E = mc ², any matter in the universe is equivalent to a certain amount of energy. The energy between the different planets is exchanged in the form of sinusoidal electromagnetic waves, whose emission spectrum (all waves including all vibration frequencies) is mainly in the visible with a mean value centered on the light-green. The amount of energy transmitted by the waves is conveyed by immaterial corpuscles called "photons" and depends on the frequency of the electromagnetic wave. Each photon animated by vibration frequency ν transmits discrete amount of energy E = h.ν (h: Planck's constant). The energy transmitted by the sun is exclusively radiant.

L'énergie existe sous de nombreuses formes et peut changer d'une forme en une autre. Quand cet évenement survient, nous disons que l'énergie a été convertie d'une forme en une autre. Bien qu'elle puisse changer d'une forme en une autre, l'énergie ne peut pas être créée ou détruite. Ce principe est appelé "Loi de conservation de l'énergie". Pour de nombreuses religions, l'énergie caractérise le corps ésothérique ou le souffle vital.

Energy exists in many forms and can change from one form to another. When this event occurs, we say that the energy has been converted from one form into another. Although it can change from one form to another, energy can not be created or destroyed or amplified. This principle is called "Law of conservation of energy". For many religions, energy characterizes the esoteric body or the vital breath.

Posé simplement, l'énergie est un concept utilisé pour expliquer les modifications que nous observons. Si jamais nous voyons un changement, alors nous savons que l'énergie est en cause. Par exemple, quand une glace fond, l'énergie thermique est en cause. Quand une ampoule s'allume, l'énergie électrique (transformée en chaleur et en lumière) a été impliquée.

Simply put, energy is a concept used to explain the changes that we observe. If we ever see a change, then we know that energy is involved. For example, when an ice melts, the thermal energy is involved. When a light bulb, electrical energy (as heat and light) has been implicated.

Une autre manière d'imaginer l'énergie est de comprendre que lorsque quelque chose est tiré ou poussé, une force s'applique obligatoirement sur cet objet. L'existence d'un champ de potentiel dans l'espace est une condition "sine qua non" pour qu'une masse ou une charge électrique soit accélérée, preuve indirecte de l'existence d'une force directement induite par ce champ de potentiel. La quantité d'énergie correspondant au déplacement d'une force est appelée travail (W=F.ΔL) et est mesurée en Joules [Watt = joule par seconde ].

Another way to imagine the energy is to understand that when something is pushed or pulled, a force is mandatory on this item. The existence of a potential field in space is a "sine qua non condition" for a mass or electric charge be accelerated, indirect evidence of the existence of a force directly induced by this potential field . The amount of energy corresponding to the movement of a force is called work (W = F.ΔL) and is measured in Joules [Watt = joule per second ].

Si l'énergie est transmise par le mouvement, d'une particule matérielle ou immatérielle, on parle alors d'énergie cinétique, mais elle peut être également statique. Si cette énergie n'est pas de mouvement, elle est stockée.

If the energy is transmitted by the movement of a material or immaterial particle, it is called kinetic energy, but it can also be static. If this energy is not moving, it is stored.

La loi de conservation de l'énergie en physique - The law of energy conservation

En physique la loi de conservation de l'énergie stipule que la quantité totale d'énergie d'un système isolé reste constante, bien qu'elle puisse changer de forme. Par exemple, le  frottement transforme l'énergie cinétique en énergie thermique.

In physics the law of energy conservation states that the total energy of an isolated system remains constant, although it can change form. For example, the friction converts the kinetic energy into thermal energy.

En thermodynamique, la première loi de la thermodynamique est une déclaration de conservation de l'énergie pour les systèmes thermodynamiques et est la version plus large de la conservation de l'énergie.

In thermodynamics, the first law of thermodynamics is a statement of energy conservation for thermodynamic systems, and is the larger version of the conservation of energy.

En bref, la loi de la conservation de l'énergie a déclaré que l'énergie ne peut être ni créée, ni détruite, elle peut simplement être changée d'une forme en une autre, de la même manière que l'énergie électrique est transformée en énergie thermique. D'un point de vue mathématique, la loi de la conservation de l'énergie est une conséquence de la symétrie de décalage du temps, la conservation de l'énergie est implicite par la constatation empirique que rien ne dépend du temps lui-même.

In short, the law of energy conservation says that energy can neither be created nor destroyed, it can only be changed from one form to another, in the same way that electrical energy is transformed into thermal energy. From a mathematical point of view, the law of conservation of energy is a consequence of the shift symmetry of time, energy conservation is implied by the empirical observation that nothing depends on time itself.

D'une manière réductrice, la loi de conservation de l'énergie n'envisage jamais l'éventualité qu'il puisse être possible d'amplifier l'énergie apportée à un système en entrée. L'idée qu'un Dieu créateur soit le seul capable de créer l'énergie n'est pas étrangère à cette idée fondatrice du premier principe de la thermodynamique.

In a simplistic way, the law of energy conservation never considers the possibility that it may be possible to amplify the energy supplied to a system in input. The idea that God is the only one capable of creating energy is not foreign to the founding idea of the first law of thermodynamics.

Formes d'énergie - Forms of energy

De l'énergie existe sous différentes formes là où du « travail » est en cours de réalisation. Quand les choses se produisent devant nous, là où il y a une action, du bruit ou de la lumière, nous pouvons dire que l'énergie cinétique est au travail. Mais de l'énergie peut également être "cachée" ou stockée. Ceci s'appelle de l'énergie potentielle. Il y a beaucoup de formes d'énergie, mais elles peuvent toutes être rangées dans deux catégories : cinétique et potentielle.

Jean-Marc Jancovici a une idée plus originale de l'énergie.

Jean-Marc Jancovici has a original idea about energy.

"L'énergie apparaît dès que le monde change. L'énergie correspond donc à un changement d'état (température, vitesse, composition chimique, état nucléaire,..":

"The energy appears as soon as the world changes. The energy corresponds thus to a change of state : temperature, speed, chemistry, nuclear state,..." :

• Modification de la température (chauffage de l'eau chaude sanitaire par des capteurs solaires,...),
• modification de la vitesse (mise en mouvement, freinage des objets),
• modification de la forme (estampage, étirage, tréfilage,  forgeage...),
  
• modification de la composition chimique (combustion du carbone ou de l'hydrogène dans l'air,...),
• modification de la position dans un champ (électrique, magnétique, gravitationnel...),
• changement de la composition atomique (fission d'un atome d'uranium ou de plutonium, fussion de noyaux d'hélium,...)
  
• interaction entre matière et rayonnement."

Energie cinétique - Kinetic energy

L'énergie cinétique est du mouvement. Par exemple, le mouvement des vagues, des électrons, des atomes, des molécules, des substances et des objets.

Exemples de formes d'énergie cinétique

• L'énergie électrique est le mouvement de charges électriques. Tout est fait de particules minuscules appelées les atomes - composés des électrons, des protons, et des neutrons. Des charges électriques se déplaçant dans un fil s'appelle électricité.

• L'énergie radiante est l'énergie électromagnétique, qui circule en vagues comme les rayons X, les rayons gamma, les ondes radio et l'énergie solaire (inclut tout le sprectre de fréquence des ondes électromagnétiques, à la fois les ondes visibles et invisibles).

• L'énergie thermique ou calorifique est l'énergie interne dans les substances - le mouvement des atomes et des molécules dans les substances. L'énergie géothermique est un exemple d'énergie thermique.

• L'énergie de mouvement ou cinétique est le déplacement des objets et des substances depuis un point jusqu'à un autre. Le vent, les vagues de la mer, sont deux exemples d'énergie de mouvement.

• Le son est le mouvement de l'énergie au travers des substances, transmise sous forme d'ondes longitudinales. Le son est produit quand une force oblige un objet ou une substance à vibrer - l'énergie est transférée au travers de la surface dans une vague d'ondes longitudinales.

L'énergie potentielle - Potential energy

L'énergie potentielle est de l'énergie stockée comme l'énergie potentielle de la gravitation. L'énergie potentielle est une énergie statique.

• L'énergie chimique est l'énergie stockée dans les liaisons des atomes ou des molécules. Les exemples incluent le pétrole, la biomasse et le gaz naturel. Lors du processus de transformation appelé "combustion", les liaisons initiales sont rompues et réorganisées pour former de nouvelles molécules telles que CO₂, H₂O avec dégagement de chaleur (énergie cinétique d'agitation moléculaire).

• L'énergie mécanique stockée est de l'énergie emmagasinée dans des objets par l'application d'une force, comme des ressorts comprimés et des bandes de caoutchouc étirées.

• L'énergie nucléaire est l'énergie stockée dans les liaisons qui maintiennent la cohésion du noyau d'un atome et qui est libérée lorsque les noyaux sont fusionnés ou scindés en parties. Les centrales nucléaires scindent les noyaux des atomes d'uranium dans un procédé appelé fission. La fusion est un procédé, comparable à celui qui intervient sur le Soleil, où les noyaux des atomes d'hydrogène sont fusionnés.

• L'énergie de gravitation est l'énergie de position ou de lieu. Un rocher qui repose au sommet d'une colline contient de l'énergie potentielle de gravité. Un bon exemple d'énergie gravitationnelle est l'hydroélectricité. Certains scientifiques soutiennent l'idée que la force de gravité est la réaction inertielle à la pression énergétique exercée par une certaine forme d'énergie en provenance de l'espace et qui baignerait l'espace interstellaire. L'énergie de gravitation, qui est une réaction à la pression d'une énergie incidente dynamique est donc de nature statique. Si l'équilibre statique du rocher est rompu, celui-ci va convertir son énergie potentielle statique en énergie cinétique, donc de mouvement.