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L'eau est le fluide le plus important qui existe sur Terre et nous offre de nombreuses ressources et services. L'eau a permis le développement de la vie, a contribué à la régulation du climat et nous fournit également de l'énergie. L'énergie est une autre des ressources les plus nécessaires pour les êtres humains car sans elle, nous n'aurions pas d'électricité ou de chaleur, par exemple. Peut-être que la forme d'énergie la plus connue à partir de l'eau est l'énergie hydraulique ou hydroélectrique, cependant, elle est obtenue à partir d'autres énergies, que sont les énergies cinétiques et potentielles. Dans cet article de l'écologiste vert, nous allons nous plonger dans l'explication quelle est l'énergie cinétique de l'eau afin de mieux comprendre l'importance de l'eau comme ressource énergétique.
Qu'est-ce que l'énergie : définition simple
Tout d'abord, nous devons savoir ce qu'est l'énergie. L'énergie est comprise comme la capacité d'un objet à effectuer un travail et à transférer de la chaleur. À son tour, le travail correspond à l'effort qui doit être fait pour déplacer un objet ou une substance sur une certaine distance. Mais, comme nous l'avons dit au début, l'énergie est aussi de la chaleur et, par conséquent, l'énergie peut également être définie comme le flux de chaleur qui se déplace d'un objet ou d'une substance chaud à un autre plus froid.
L'énergie Il peut être trouvé sous de nombreuses formes, telles que la lumière, la chaleur, l'électricité, l'énergie chimique et/ou l'énergie mécanique. Ce dernier est basé sur le mouvement de la matière et est normalement défini comme la somme des énergies cinétiques et potentielles. L'écoulement de l'eau est un exemple clair de cette énergie mécanique et nous allons ensuite voir en quoi consistent l'énergie cinétique et l'énergie potentielle de l'eau.
Quelle est l'énergie cinétique de l'eau et l'énergie potentielle
La énergie cinétique c'est l'énergie associée à tout corps en mouvement. Pour calculer l'énergie cinétique, il faut tenir compte du fait que son calcul dépend à la fois de la masse et de la vitesse du corps. Par conséquent, connaissant cette définition générale de l'énergie cinétique, nous pourrions définir la énergie cinétique de l'eau comme cette énergie qui vient de son mouvement ou de son flux. Plus le volume (et la masse) d'eau est grand et plus sa vitesse est grande, plus son énergie cinétique est grande.
Cependant, il existe une autre forme d'énergie qui est étroitement liée à l'énergie cinétique, et c'est la énergie potentielle. Cette énergie potentielle est simplement de l'énergie qui peut potentiellement être transformée en une autre forme d'énergie, normalement cinétique. En d'autres termes, l'énergie potentielle est celle qui est stockée dans un corps et peut être utilisée.
Bien que l'eau ait une énergie cinétique, il y a aussi la énergie potentielle de l'eau. L'énergie potentielle de l'eau est celle qui est stockée dans une masse d'eau et qui se transforme en énergie cinétique lorsqu'elle se met à couler. L'énergie potentielle dépend dans une large mesure de la hauteur. Par conséquent, les masses d'eau situées plus haut ont une énergie potentielle plus élevée. De cette façon, les masses d'eau qui se trouvent dans les gorges ou qui ont des cataractes ont une énergie potentielle plus élevée et si l'eau coule également, une énergie cinétique plus élevée.
Comment fonctionne l'énergie hydraulique ou énergie potentielle et cinétique de l'eau
Nous avons également expliqué le énergie cinétique de l'eau il peut être harnaché lorsqu'il coule ou se déplace. Par conséquent, cette énergie peut être utilisée dans l'exécution de processus tels que le déplacement d'une turbine. D'autre part, pour profiter de l'énergie cinétique la plus élevée possible, l'énergie potentielle maximale est également nécessaire. Sur ce principe repose force hydraulique et pour cela la construction de barrages est nécessaire. Les barrages et les réservoirs permettent également de stocker l'eau et ainsi de la rendre disponible pour la consommation et d'autres activités telles que l'agriculture.
Pour tirer le meilleur parti de la puissance hydraulique Deux facteurs importants doivent être pris en compte :
- Le flux.
- La hauteur de la cascade.
Les barrages permettent de réguler le débit en fonction de la période de l'année et aussi d'augmenter la chute d'eau et donc l'énergie potentielle.
Pour produire de l'énergie électrique, le barrage est ouvert et une partie de l'eau stockée est rejetée, convertissant ainsi l'énergie potentielle en énergie cinétique. L'eau qui tombe entraîne une turbine qui est reliée à un générateur d'électricité. Ainsi, on obtient que l'eau qui traverse les turbines à grande vitesse provoque le mouvement de rotation des turbines, générant de l'électricité. De cette façon, l'électricité est produite à partir de l'énergie cinétique (et potentielle) de l'eau.
Il existe d'autres moyens d'augmenter la hauteur de la cascade. L'une d'elles consiste à détourner l'eau de la rivière par un canal à faible pente (inférieure à celle du lit de la rivière). Ainsi, avec cette technique, une plus grande irrégularité est obtenue entre le canal et le lit de la rivière. En revanche, dans de nombreux pays (notamment dans les pays en développement) de petites centrales ont été installées, de faible puissance, mais qui permettent de produire suffisamment d'énergie électrique pour alimenter de petites régions. C'est le cas en Chine ou au Costa Rica où ces petits barrages sont la principale source d'électricité. Cette forme miniaturisée d'énergie hydraulique est connue sous le nom d'énergie mini-hydraulique et est considéré comme plus respectueux de l'environnement.
Dans cet autre article de l'écologiste vert, nous parlerons davantage du fonctionnement de l'énergie hydraulique, en particulier de ce qu'est la mini-énergie hydraulique et de son fonctionnement.
Énergie hydraulique : avantages et inconvénients
L'énergie hydraulique obtenue à partir de l'énergie cinétique de l'eau et du potentiel présente des avantages et des inconvénients, comme toutes.
Avantages de l'hydroélectricité
- Elle est considérée comme une énergie renouvelable et propre.
- Production d'énergie très stable.
- Production flexible grâce au débit d'eau.
- Une énergie sûre, contrairement à d'autres non renouvelables, comme l'énergie nucléaire.
Inconvénients de l'hydroélectricité
- Cela dépend des pluies et des dégels, ainsi que de l'absence de sécheresses majeures.
- Les places pour son installation sont limitées.
- Investissement initial élevé.
- Elle a un impact environnemental, plus particulièrement sur le paysage.
Dans cet autre article sur les avantages et les inconvénients de l'hydroélectricité, nous parlerons davantage de ce sujet.
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