Re: Un véhicule électrique qui se recharge tout seul, simplement en roulant

par COAXIAL Jeu 22 Aoû 2019 - 10:19

Cette chaleur est-elle proportionnelle à l'énergie grise qui a été nécessaire pour fabriquer le ressort ?

par Passant_Mbr Jeu 22 Aoû 2019 - 10:23

Zal'M a écrit:

Quand tu prends V1 = 0 et V2=0, tu prends les 2 temps extrêmes du déplacement, où il n'y a pas d'énergie cinétique.... mais aussi les temps, où il n'y a aucune régénération possible dans la batterie.

@passant-mbr : brillante démonstration, mais visiblement tu as perdu plein de monde en route.... manque de potentiel de certains ???

Je pense qu'ils sont restés bloqués depuis le début dans les ornières suivantes:
"Il dit que la source d'énergie de tout le processus est l'énergie cinetique"
"Il faut absolument faire le calcul le plus simple possible donc pourquoi s'intéresser aux détails intermédiaires s'ils ne sont pas nécessaires pour obtenir le résultat ?"

par caillou Jeu 22 Aoû 2019 - 10:36

Passant_Mbr a écrit:Pixel cela prouve juste que l'on peut faire le calcul sans faire intervenir l'energie cinétique, mais aucunement qu'elle n'a pas joué un role nécessaire dans la transition entre les deux états. C'est un peu comme si on disait que l'on peut calculer la difference d'énergie entre deux etats PVT d'une quantité de gaz simplement a partir de ces variables macroscopiques, et que ca prouve que l'energie cinétique individuelle de ses molécules ne joue aucun rôle physique.

Ce que tu essayes de dire, ici et dans le long message que je ne cite pas, c'est qu'il faut que le véhicule se déplace pour qu'on puisse récupérer quelque chose, personne ne contredira ça. L'énergie cinétique c'est autre chose, et je vais me contenter de paraphraser Crolles et Pixel.

Le véhicule en mouvement possède une énergie cinétique. On a perdu de l'énergie potentielle pour créer cette énergie cinétique. On pourra la récupérer quand le véhicule ralentira. Entre temps, toute la descente qu'on va considérer à vitesse constante pour simplifier récupère de l'énergie mécanique puis electrique puis chimique à partir de l'énergie potentielle sans aucun échange d'énergie cinétique.

"passer par l'énergie cinétique pour récupérer l'energie potentielle", ça existe. Ce serait le cas d'un véhicule qui prend de la vitesse dans une (petite) descente sans jamais freiner; et qui fait du frein régénératif une fois que la route est plate en décélérant.
Si le conducteur du camion conduit uniquement se laissant accélérer par la pente puis en ralentissant, on pourrait dire qu'on passe par l'énergie cinétique, mais on part du principe qu'il n'a pas conduit comme ça.

par Passant_Mbr Jeu 22 Aoû 2019 - 10:58

CROLLES a écrit:
Le raisonnement au contraire est évidemment juste. Le véhicule est arrêté au sommet et aussi en bas de la pente.
Entretemps il a accéléré, freiné accéléré à loisir. Et descendu un dénivelé de H1-H2.
Donc évidemment la batterie, les freins, la résistance de l'air ont participé à ce processus.
L'énergie potentielle Mg(H1-H2) qui n'est d'autre que le travail de la pesanteur a alimenté l'ensemble.
Cdlt

Je faisais une démonstration par l'absurde. Le coeur du raisonnement de Pixel est l'affirmation non démontrée que toute grandeur physique dont la différence des valeurs finales et initiales est nulle n'a rien à voir dans tout ça.

A ce compte là au début je me place au moment où une sinusoide de tension démarre de zéro, et à la fin je m'arrange pour arriver à un moment du cycle où la sinusoide est revenue à zéro et ensuite je conclus: la différence de tension est nulle, la tension n'a donc rien à voir dans le fonctionnement du moteur.
Je peux faire la même chose pour le courant.
Avec un moteur synchrone à rotor bobiné je peux même amener les deux en coincidence de manière à choisir les mêmes instants pour le courant et la tension et dire que ni l'un ni l'autre n'ont la moindre importance dans le fonctionnement du moteur (et par extension leur produit, qui est la puissance électrique, non plus).

De l'affirmation initiale, il découle donc des contradictions physiques, ce qui s'explique par le fait qu'elle est fausse.
Mais son opposée est vraie : le fait que les frottements, les processus de recharge, et l'énergie cinétiques soient nuls aux instants initiaux et finaux ne prouve pas qu'ils n'ont pas joué un role dans le processus.

par **Pixel** Jeu 22 Aoû 2019 - 11:09

Là, on atteint des sommets. Rolling Eyes

Mais c'est le but, finalement, non ? Very Happy

Il fait beau, je vais aller rejoindre mes potes en ciel. Wink

par Passant_Mbr Jeu 22 Aoû 2019 - 11:24

caillou a écrit:
Le véhicule en mouvement possède une énergie cinétique. On a perdu de l'énergie potentielle pour créer cette énergie cinétique. On pourra la récupérer quand le véhicule ralentira. Entre temps, toute la descente qu'on va considérer à vitesse constante pour simplifier récupère de l'énergie mécanique puis electrique puis chimique à partir de l'énergie potentielle sans aucun échange d'énergie cinétique.

C'est sur ce point que j'exprime une différence.Cette façon de dire rejoint une intervention précédente qui disait: la seule manière d'utiliser l'énergie cinétique, c'est de la réduire. Non il y a un autre moyen.

Pour le dire autrement, tu as deux façons d'avoir une énergie cinétique constante:
- soit tu n'y touches absolument pas pendant la phase stable, et tu ne la récupères qu'à la fin.
- soit dans la phase stable tu compenses à chaque instant ce que tu prélève par un nouvel ajout pris sur l'énergie potentielle et de valeur égale au prélèvement

Il y a dans ce dernier cas à tout instant un flux d'énergie cinétique, un ruisseau qui prend sa source dans l'énergie potentielle et s'écoule dans les processus qui la transforment en chaleur et en charge batterie.

Si tu prend une section d'un ruisseau, à tout instant elle contient la même quantité d'eau , mais ce n'est jamais la même. Si tu fais aboutir la section finale dans un bassin initialement vide, Tu vas voir que le bassin se remplit, alors que la section du ruisseau que tu observes ne semble pas changer (elle semble avoir un comportement statique).

Et bien sûr pour le calcul tu peux ignorer ce flux intermédiaire et dire que c'est comme si l'énergie potentielle se retrouvait directement dans les processus consommateurs, et cela donnera un résultat juste. Simplement, cette façon de calculer ne constitue pas une description physique complète de ce qui se passe.

par Passant_Mbr Jeu 22 Aoû 2019 - 11:31

Pixel a écrit:Là, on atteint des sommets.

Mais c'est le but, finalement, non ?

Il fait beau, je vais aller rejoindre mes potes en ciel.

Je te souhaite bon vol, mais attention : si tu reviens à ton aérodrome de départ avec donc une différence de distance nulle entre les états initiaux et finaux, tu seras peut être forcé de conclure que ton vol n'a eu aucun impact sur ta journée de loisir, et n'a donc servi à rien...

par philouze33 Jeu 22 Aoû 2019 - 12:17

Pour le dire autrement, tu as deux façons d'avoir une énergie cinétique constante:
- soit tu n'y touches absolument pas pendant la phase stable, et tu ne la récupères qu'à la fin.
- soit dans la phase stable tu compenses à chaque instant ce que tu prélève par un nouvel ajout pris sur l'énergie potentielle et de valeur égale au prélèvement

Il y a dans ce dernier cas à tout instant un flux d'énergie cinétique, un ruisseau qui prend sa source dans l'énergie potentielle et s'écoule dans les processus qui la transforment en chaleur et en charge batterie.

Moi en tout cas je partage cette vision là, il y a bien passage par un flux d'énergie cinétique, sauf que le dire est autant une lapalissade que non-pertinent.

Encore une fois, c'est vider un réservoir d'essence dans un groupe électrogène pour conclure "la vache, quelle belle récupération d'énergie cinétique !"
pour finir par se créper le chignon avec ceux qui maintiennent "non, tu as surtout cramé de l'essence" suivi de (texto) : "l'alternateur il s'en fout un peu de ton essence, il a surtout converti l'énergie cinétique du rotor !" etc etc

C'est pas faux, mais c'est pas pertinent.

Edit : à chaque fois je dis que c'est la dernière, je suis pas crédible

par **Pixel** Jeu 22 Aoû 2019 - 12:20

Moi non plus ! Very Happy

par TomC Jeu 22 Aoû 2019 - 12:24

Moi aussi j'avais décidé de ne plus intervenir sur ce sujet, mais comme on atteint des sommets dans l'absurde, on va essayer de repartir de la base :

1) Qu'est ce que l'énergie ?
L'énergie est un CONCEPT, c'est-à-dire un outil mathématique très pratique inventé par les physiciens pour décrire et prédire les changements d'état d'un objet (position, masse, vitesse, température...), sachant que cette grandeur a pour propriété essentielle de se conserver. On définit donc très précisément et de façon mathématique plusieurs formes d'énergie.
Par exemple, l'énergie cinétique d'un objet de masse m en translation à une vitesse v dans un référentiel donné, est égale à 1/2 m v² dans ce référentiel.
Comme c'est une grandeur mathématique et non physique, on ne sait pas la mesurer directement : personne ne sait mesurer l'énergie cinétique d'un objet. Par contre, on peut mesurer sa masse et sa vitesse, et donc calculer l'énergie cinétique.

2) Comme c'est un outil mathématique (destiné à la base à simplifier les calculs...), il n'y a strictement aucun intérêt à aller s'inventer des pseudo conversions "continues" d'une forme d'énergie à l'autre, qui seraient invisibles et impossibles à mesurer.

3) D'autre part, il est tout aussi vain d'utiliser des termes (comme "flux d'énergie cinétique") qui n'ont strictement aucun sens et définition

Bref, on peut continuer à discuter des heures en alignant des notions et des mots sans aucune signification, mais ce n'est pas de la physique, c'est de l'ésotérisme.
La physique, c'est basé sur des définitions claires, précises et utiles, et des phénomènes observables.

par philouze33 Jeu 22 Aoû 2019 - 12:35

là je ne te suis pas tom, parce que pour le coup on est bien dans le cas d'un mobile en mouvement, qui plus est pas totalement linéaire, donc on ne peut pas nier qu'une énergie cinétique intervient avant conversion

par COAXIAL Jeu 22 Aoû 2019 - 12:48

bah . ! si on est la à cramer de l'énergie électrique via le www ; c'est qu'on a accumulé pas mal d'énergie cinétique au préalable.

par fxmx86 Jeu 22 Aoû 2019 - 12:59

Passant_Mbr a écrit:Et bien sûr pour le calcul tu peux ignorer ce flux intermédiaire et dire que c'est comme si l'énergie potentielle se retrouvait directement dans les processus consommateurs, et cela donnera un résultat juste. Simplement, cette façon de calculer ne constitue pas une description physique complète de ce qui se passe.

+1

par TomC Jeu 22 Aoû 2019 - 12:59

philouze33 a écrit:là je ne te suis pas tom, parce que pour le coup on est bien dans le cas d'un mobile en mouvement, qui plus est pas totalement linéaire, donc on ne peut pas nier qu'une énergie cinétique intervient avant conversion

Pour récupérer de l'énergie potentielle de gravité, il faut forcément se déplacer d'un point A à un point B..., donc il y a un mouvement et une vitesse non nulle à moment donné, donc une certaine énergie cinétique qui apparait puis disparait..., mais cela n'implique pas que toute l'énergie potentielle récupérée lors du mouvement passe par la forme cinétique.

par **Pixel** Jeu 22 Aoû 2019 - 13:09

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien], merci pour cette mise au point très claire.
Sinon, je sens qu'on aurait commencé à parler des méridiens d'énergie dans le sous-sol de la mine et des chakras du camion !

par Passant_Mbr Jeu 22 Aoû 2019 - 13:47

La tentative de TomC me parait effectivement intéressante.

Cependant la physique moderne nous apprend que l'énergie peut se transformer en matière, et réciproquement. Dans le dernier cas, cela veut dire que je transforme quelque chose de très concret en un pur concept ?

Elle nous dit que l'énergie a aussi une action gravitationnelle directe, c'est d'ailleurs un point de contention entre relativité et physique quantique.

Il y a le concept de Kugelblitz, un trou noir créé à partir d'énergie et non de matière.

Si j'accélère une particule a des vitesses proches de la lumière, l'énergie que j'ai injectée dans son mouvement se retrouve en partie sous la forme d'une augmentation de sa masse/inertie.

Du coup, considérer l'énergie comme un simple concept me parait aussi avoir des aspect contestables.

Mais penser le problème sans énergie est une alternative à considérer. Moi, ce qui ma troublé initialement c'est cette idée qu'une éventuelle "transsubstantation" directe de l'energie potentielle en une autre forme sans passer par l'énergie cinétique pouvait avoir un sens physique.

Si on ne parle plus d'énergie potentielle, le problème n'est plus apparent. On parle de l'action de la force de gravitation qui engendre un mouvement, qui crée des forces électromotrices dans les bobinage qui mettent en mouvement les électrons, qui vont provoquer des réactions electrochimiques dans la batterie et des déplacements d'ions, de frottements d'atomes de matière contre les autres avec des mouvements de charges dans des champs électriques qui vont provoquer l'émission de photons infrarouges (en évitant de les considérer comme des paquets d'energie E=hf). Pourquoi pas, ça peut s'aborder comme cela.

Je dirais qu'il y a un choix de language de description initial du problème physique, et ensuite il faut rester cohérent à l'intérieur de cette description. Peut être qu'il y aura plus facilement un consensus sur le forum dans la description sans énergie. Le problème de trouver une cohérence dans la description "avec énergie" resterait à finaliser.

Bon je vais aussi faire une pause pour quelques autres activités prévues dans ma journée, même si dans mon cas je compte garder les pieds sur terre... Wink

par Passant_Mbr Jeu 22 Aoû 2019 - 19:47

Quelques mots pour dire que je suis passé à coté d'un exemple plus "palpable" pour l'aspect concret de l'énergie.

Je peux ressentir la masse d'un objet par son inertie quand je le manipule et indirectement par son poids.
Pour beaucoup d'objets une (petite) partie de cette masse est directement de l'énergie potentielle, non gravitationnelle, liée à l'interaction forte.

Dans le cas extrême d'un cube d'hydrogène congelé (pour mieux visualiser), cette énergie existe parce que les noyaux d'atomes sont séparés les uns des autres. Elle subit une réduction si je fusionne l'hydrogène en hélium, car 4 noyaux d'hydrogène se retrouvent collés les uns contre les autres dans un noyau d'hélium par l'interaction forte, tombés au fond du puit de potentiel créé par celle-ci : l'énergie libérée correspond au fameux "défaut de masse" des réactions nucléaires, via l'équation connue E=MC².

Mais tant que je garde mon cube d'hydrogène non fusionné, une partie de sa masse est constituée par cette énergie potentielle non dépensée.

Ca ne marche que pour les éléments susceptibles de fournir de l'énergie par fusion (en dessous du fer 56) : les objets naturels car ils contiennent généralement beaucoup d'oxygène (cailloux,...), un morceau de charbon, de souffre... D'autant plus faible qu'on s'éloigne de l'hydrogène, mais tout de même assez concret, non ?

par **Pixel** Jeu 22 Aoû 2019 - 19:56

Personnellement j'ai du mal à visualiser un cube d'hydrogène congelé.
Je souffrirais moins s'il fallait visualiser un cube de soufre. Very Happy

par Passant_Mbr Jeu 22 Aoû 2019 - 20:01

Pour l'aspect mesure, supposons que je veuille mesurer un courant avec un bon vieil amperemètre analogique.

Je vais faire passer mon courant dans un bobinage placé dans un champ magnétique, ce qui va créer un couple qui va faire touner l'aiguille en opposition avec un ressort, et finalement connaissant la position de l'aiguille et les caractéristiques électromécaniques de mon appareil, je vais pouvoir remonter au courant initial, calcul fait implicitement par le contructeur pour l'impression des graduations.

Pour mesurer l'énergie cinétique, je peux effectivement mesurer la vitesse, et connaissant la masse du véhicule, remonter à l'énergie.

Ai-je vraiment un accès moins direct dans le second cas ?

J'ai utilisé le mot flux dans le cadre de ma métaphore imagée du ruisseau, j'aurais pu effectivement parler de débit d'énergie, ce qui correspond tout simplement à une puissance officiellement.

par TomC Jeu 22 Aoû 2019 - 20:18

Passant_Mbr a écrit:Cependant la physique moderne nous apprend que l'énergie peut se transformer en matière, et réciproquement. Dans le dernier cas, cela veut dire que je transforme quelque chose de très concret en un pur concept ?

Dans une réaction nucléaire (par exemple une bombe atomique), de la masse disparait, mais il se produit une forte émission de chaleur, de rayonnement, des particules sont éjectées à grande vitesse, etc. Donc on transforme quelque chose de concret en autre chose de très concret.
Si on préfère utiliser le concept d'énergie : l'énergie de masse (mc²) se transforme en énergie thermique, électromagnétique, cinétique.

par Crolles38 Jeu 22 Aoû 2019 - 21:15

Pixel a écrit:Bon, alors...
Le ressort étant sous contrainte, il y a des fibres tendues et des fibres comprimées.
Ces contraintes différentielles induisent une légère variation en sens opposés du potentiel électrique des fibres tendues et comprimées, bien qu'il s'agisse du même métal.
L'acide constitue l'électrolyte d'une pile en court-circuit et le ressort, tout comme l'électrolyte, s'échauffent.
Réponse : l'énergie contenue dans le ressort est donc transformée en chaleur dans le bain d'acide (sans compter la chaleur dégagée par l'attaque du métal).

C'est bien ça. Des mesures précises ont été faites en labo, et ont montré que la température finale du bain aprés dissolution d'un ressort comprimé, est un peu plus élevée que pour le méme ressort non comprimé.
Et que cette différence d'énergie thermique correspond à l'énergie mécanique pour comprimer le ressort.
Vu le principe de la conservation de l'énergie, il ne pouvait guére en étre autrement, mais c'est encore mieux de l'avoir vérifié

par caillou Ven 23 Aoû 2019 - 8:30

Passant_Mbr a écrit:Pour mesurer l'énergie cinétique, je peux effectivement mesurer la vitesse, et connaissant la masse du véhicule, remonter à l'énergie.

Et bien mesurons l'energie cinétique pendant toute la descente.

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Ce graph est indiscutable. On a défini l'outil mathématique énergie cinétique. Si sa valeur ne bouge pas lors d'un transfert d'énergie, alors il n'y a pas de raison d'en parler, et je dirai même que c'est faux d'en parler. Aussi bien pour ce véhicule en descente que pour un groupe électrogène.

On comprend bien ce que tu essayes de dire par le ruissellement, mais ce n'est pas parce que l'objet est en mouvement qu'on passe forcément par un état de l'énergie nommé cinétique.

A noter que si la pente était plus forte, on pourrait récupérer plus d'énergie dans la batterie malgré une même vitesse véhicule et une même énergie cinétique, seul le couple récupéré serait différent, et il n'intervient pas dans la notion d'énergie cinétique.

par **Pixel** Ven 23 Aoû 2019 - 8:51

Crolles38 a écrit:C'est bien ça. Des mesures précises ont été faites en labo, et ont montré que la température finale du bain aprés dissolution d'un ressort comprimé, est un peu plus élevée que pour le méme ressort non comprimé.
Et que cette différence d'énergie thermique correspond à l'énergie mécanique pour comprimer le ressort.

Même si l'énergie du ressort est bien transformée en chaleur, j'espère que tout le monde bien a compris que mon explication électrochimique était un gag.
Et je suis quand même scié que nous soyons arrivés à faire quatre pages de délire collectif sur un sujet aussi simple !

par Bigfoot Ven 23 Aoû 2019 - 10:14

Les anges sont de quel sexe ?

par Zal'M Ven 23 Aoû 2019 - 10:33

Et bien si on peut en discuter de ce graphique, tu pars du principe que la vitesse est constante, mais par quelle magie ??? Dans la vie réelle tu arrives à maintenir une vitesse constante dans une descente? Bref en se mettant dans une situation particulière au arrive a se passer "artificiellement" de l'énergie cinétique, mais ce n'est pas ce qui se passe.

Changeons de référentiel. Mettons une voiture électrique sur une dépanneuse et descendons un col. A l'arrivée, l'énergie potentielle de la voiture aura bien diminuée... mais combien penses-tu avoir récupéré d'énergie dans ta batterie?

Spoiler:

par caillou Ven 23 Aoû 2019 - 11:17

Zal'M a écrit:Bref en se mettant dans une situation particulière au arrive a se passer "artificiellement" de l'énergie cinétique, mais ce n'est pas ce qui se passe

A chaque accélération/décélération, une partie de l'énergie potentielle est convertie en cinétique avant de devenir chimique oui, comme c'est déjà le cas au début et à la fin de mon graphique.
Dans le cas extrême inverse, on ne freine pas en descente, et on freine que sur le plat, alors 100% de l'énergie potentielle est convertie en cinétique avant de devenir chimique.

J'ai compris que le débat portait sur cette phase stabilisée où la notion d'énergie cinétique n'a pas lieu d'être
L'exemple du groupe électrogène tournant à vitesse constante est plus adapté pour pas s'embrouiller.

par Contenu sponsorisé