Allumer une allumette est un excellent exemple de multiples transformations énergétiques. Bien qu'il s'agisse d'une action incroyablement simple qui ne prend que quelques secondes, elle implique plusieurs types d'énergie cinétique et potentielle.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Lorsque vous allumez une allumette, de multiples transformations énergétiques ont lieu impliquant l'énergie mécanique, thermique, chimique et lumineuse.
Signification de l'énergie
Tout a besoin d'énergie pour vivre, bouger et remplir son rôle dans ce monde. Les physiciens définissent l'énergie comme la capacité de faire un travail et définissent le travail comme déplacer quelque chose contre une force, comme la gravité. L'énergie se présente sous différentes formes, telles que la lumière, la chaleur, le son et le mouvement. Chaque forme rentre dans l'une des deux catégories suivantes: énergie cinétique (énergie en mouvement) ou énergie potentielle (stockée). La plupart des formes d'énergie peuvent changer de forme, mais l'énergie n'est jamais perdue. Certaines transformations énergétiques sont des transformations uniques, comme un grille-pain transformant l'énergie électrique en énergie thermique pour griller votre pain. Cependant, certaines transformations énergétiques, telles que l'allumage d'une allumette, impliquent de multiples transformations énergétiques.
De l'énergie mécanique à l'énergie thermique
L'énergie mécanique est l'énergie associée au mouvement et à la position d'un objet. Lorsque vous frappez une allumette, elle se déplace dans l'air jusqu'à ce qu'elle frotte contre une surface. Le frottement produit la chaleur nécessaire pour allumer l'allumette. Il s'agit d'une transformation de l'énergie mécanique en énergie thermique (chaleur).
De l'énergie thermique à l'énergie chimique
L'énergie thermique est une forme d'énergie cinétique qui provient de la température de la matière, c'est-à-dire toute substance constituée de particules ou de molécules. Lorsque la température augmente, les particules vibrent plus rapidement, libérant plus de chaleur. Cette énergie thermique amène les particules de l'allumette à libérer de l'énergie chimique stockée.
De l'énergie chimique à l'énergie thermique et à l'énergie lumineuse
L'énergie chimique est une forme potentielle d'énergie qui maintient les particules ensemble. La tête d'une allumette contient une grande quantité d'énergie chimique, y compris des substances combustibles qui produisent une flamme lorsqu'elles sont frottées contre une surface appropriée. Si vous laissez brûler la tête d'une allumette, le bois finira par brûler aussi. Au fur et à mesure que les matériaux combustibles brûlent, une partie de l'énergie chimique est transformée en énergie thermique et une autre en énergie lumineuse. L'énergie lumineuse, également appelée rayonnement ou énergie électromagnétique, est un type d'énergie cinétique qui prend la forme d'ondes lumineuses visibles, telles que la lumière d'une allumette.
Énergie d'activation
Allumer une allumette implique une énergie d'activation, qui est la quantité minimale d'énergie qui doit être disponible pour qu'une réaction chimique se produise. Pour frapper une allumette, vous devez exercer une certaine force pour créer la friction et la chaleur nécessaires à son allumage. La réaction chimique a lieu lorsque vous atteignez le seuil d'énergie d'activation.