L'énergie est la capacité de provoquer un changement d'état ou d'entraîner un mouvement.
Dans la nature, l'énergie se manifeste sous plusieurs formes. L'Homme a développé des moyens servant à transformer les manifestations naturelles de l'énergie en énergie utile, comme l'électricité, afin de combler ses besoins quotidiens. Ainsi, en plus de l'énergie solaire, on peut retrouver diverses formes d'énergie dans les différentes sphères de la Terre.
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Le Soleil libère une énorme quantité d'énergie. L'énergie solaire est donc reliée à la partie du rayonnement solaire qui traverse l'atmosphère et qui parvient jusqu'à la Terre.
L'être humain peut directement utiliser le rayonnement solaire pour combler ses besoins. Par exemple, le Soleil nous permet de s'éclairer ou encore de chauffer un bâtiment en l'orientant en fonction du rayonnement. Il est aussi possible de transformer l'énergie solaire en une forme d'énergie utile, notamment en énergie électrique à l'aide de panneaux solaires photovoltaïques.
L'énergie solaire est aussi à la base de toutes les autres manifestations naturelles de l'énergie. Par exemple, le cycle de l'eau est engendré par la formation de vapeur d'eau sous la chaleur du rayonnement solaire, les courants atmosphériques résultent des différences de températures entre deux masses d'air, et la photosynthèse, qui permet d'emmagasiner de l'énergie chimique dans les êtres vivants, serait impossible en l'absence du Soleil.
Le cycle de l'eau est dû à l'énergie solaire. Sous l'effet de la chaleur du rayonnement solaire, l'eau s'évapore dans l'atmosphère. La vapeur d'eau s'y condense et libère alors toute l'énergie qu'elle a emmagasinée, ce qui contribue à réchauffer l'air. Lors des précipitations, l'eau retournera dans les lacs, les rivières et les océans et le cycle pourra alors recommencer. Les différents mouvements de l'eau produisent de l'énergie. On distingue trois manifestations de l'énergie dans l'hydrosphère.
Voici des exemples de manifestations naturelles de l'énergie dans l'hydrosphère.
Voici des exemples d'utilisation de l'hydrosphère pour produire de l'énergie.
Les courants atmosphériques sont causés par la combinaison de deux facteurs: la rotation de la Terre et le réchauffement inégal des différentes régions de la planète. Ainsi, le rayonnement solaire est à la base des manifestations énergétiques observées dans l'atmosphère. La principale manifestation observée est le vent.
L'énergie du Soleil est à la base de la vie sur Terre. En plus de créer un climat habitable, elle rend possible la photosynthèse des végétaux. L'énergie solaire est alors transformée en énergie chimique qui sera ensuite utilisable par tous les êtres vivants. Les végétaux forment d'ailleurs la base de toute chaîne alimentaire. La forme d'énergie contenue dans le vivant se nomme énergie de la biomasse.
La lithosphère contient trois grandes sources d'énergie utilisées par l'homme. Deux d'entre elles, l'énergie géothermique et l'énergie nucléaire, n'originent pas de l'énergie solaire. Toutefois, l'énergie contenue dans les combustibles fossiles a un lien avec le Soleil puisque ces combustibles sont issus de la décomposition d'êtres vivants.
Voici des exemples d'énergies fossiles.
Voici des exemples d'énergie géothermique.
Voici des exemples d'énergie nucléaire.