Caractérisation d'un système thermodynamique

[invite8ec57de1]

Bonjour à tous,

Dans le cadre d'un projet de valorisation énergétique, j'aimerais avoir votre aide / vos avis pour la caractérisation de mon système thermodynamique.
J'ai choisi comme système un téléviseur en fonctionnement, système fermé car échange d'énergie uniquement, avec pour hypothèse de simplification un état stationnaire.
Jusque là, je pense ne pas me tromper.

Je dois ensuite effectuer un bilan énergétique (énergies en entrée et en sortie et leur nature), et c'est là que je m'y perds un peu.
Ma réflexion m'a conduit à ceci :

En entrée :
- Energie électrique (nature : courant d'alimentation)
- Energie électromagnétique ??? (nature : ondes radio) mais il me semble que ces ondes sont converties directement par l'antenne donc la télé en elle-même ne reçoit pas d'ondes radio... ? Mais du coup, sous quelle forme les reçoit-elle ?

En sortie :
- Energie thermique (nature : chauffe de l'appareil)
- Energie mécanique (nature : ondes mécaniques = son)
- Energie électromagnétique (nature : ondes électromagnétiques = image)

N'étant pas experte en physique, j'aimerais avoir l'avis de personnes avisées

Je vous remercie d'avance pour votre attention et l'aide que vous pourrez m'apporter
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[phys4]

En entrée :
- Energie électrique (nature : courant d'alimentation)
- Energie électromagnétique ??? (nature : ondes radio) mais il me semble que ces ondes sont converties directement par l'antenne donc la télé en elle-même ne reçoit pas d'ondes radio... ? Mais du coup, sous quelle forme les reçoit-elle ?

En sortie :
- Energie thermique (nature : chauffe de l'appareil)
- Energie mécanique (nature : ondes mécaniques = son)
- Energie électromagnétique (nature : ondes électromagnétiques = image)

Bonjour, c'est assez correct dans l'ensemble :
les ondes reçues vont jusqu'au téléviseur, qui sépare les fréquences et les canaux afin d'extraire l'image et le son du canal choisi.
L'énergie de l'onde intervient très peu dans le bilan, car la puissance en jeu est infime, des microwatts. L'apport des ondes en entrée, c'est l'information.

Pour la sortie, l'énergie lumineuse est l'un des plus importante, plusieurs watts, les pertes thermiques sont souvent les plus importantes avec quelques dizaines de watts.

[invite8ec57de1]

Bonjour phys4,

Merci beaucoup pour ton aide.

J'ai pour l'instant essayé de quantifier les énergies d'entrée :

- E électrique = P x t
avec une puissance de téléviseur de 150W et un fonctionnement de 4h/j, en moyenne
ça donne du 600 Wh/j soit 220 kWh/an, cohérent il me semble.

- E électromagnétique = h x nu
avec h = 6,63 . 10^-34 J.s et nu = 650 . 10^6 Hz (fréquence moyenne de la TNT)
je trouve 4,31 . 10^-25 J ce qui correspond à 1,2 . 10^-28 Wh ... très loin des microwatts

Je pense que j'ai du me tromper quelque part

[phys4]

- E électromagnétique = h x nu
avec h = 6,63 . 10^-34 J.s et nu = 650 . 10^6 Hz (fréquence moyenne de la TNT)
je trouve 4,31 . 10^-25 J ce qui correspond à 1,2 . 10^-28 Wh ... très loin des microwatts

Vous avez fait un joli calcul de puissance pour un photon par seconde.
Le signal utile doit en avoir beaucoup plus pouvoir recevoir l'information des canaux.
Les puissances vont de 10^-10 W à 10^-6 W suivant le type de télévision.
Voyez que cela fait quelques plus de 10¹⁴ photons par seconde pour avoir la continuité du signal.
Le seul moyen est de se renseigner :
http://christianweissweb.fr/elecpers...anoramique.pdf

Pour la puissance électrique du téléviseur, vous avez pris gros, beaucoup de récepteur font moins de 40 W, mais c'est votre choix.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8ec57de1]

Ah oui, effectivement, c'est plus logique. Merci encore !

J'ai tenté de retrouver vos ordres de grandeur sur Internet, afin d'avoir une source pour la bibliographie, mais je n'ai trouvé aucune information concernant le nombre de photons arrivant sur le récepteur, ni la puissance reçue par la télévision...

J'ai également consulté le pdf que vous m'avez mis en lien, mais je n'ai pas vraiment compris le rapport et je l'ai trouvé assez compliqué à aborder.

[invite8ec57de1]

Bonjour,

J'ai essayé maintenant de quantifier les énergies en sortie du système.
Je sais que l'énergie thermique est la seule qui sera non négligeable mais la quantification fait partie de l'exercice.

Pour l'énergie mécanique (donc des ondes sonores), je suis partie du niveau sonore moyen d'un téléviseur (65 dB).
Je suis remontée à l'intensité sonore I = 3,2.10^-6 W/m².
Mais à partir de là, je ne sais pas trop comment retrouver l'énergie correspondante.
Avec une surface, je pourrais déterminer la puissance correspondante et donc l'énergie en multipliant par la durée, mais l'objectif est de calculer l'énergie totale et non sur une surface particulière ...

Qu'en pensez-vous ?

[phys4]

Pour l'énergie mécanique (donc des ondes sonores), je suis partie du niveau sonore moyen d'un téléviseur (65 dB).
Je suis remontée à l'intensité sonore I = 3,2.10^-6 W/m².

A partir de cette valeur supposée à 1 m du téléviseur vous pourriez obtenir 38 µW de puissance sonore autour du téléviseur, mais le rendement est toujours très mauvais, car un bon haut-parleur doit avoir un rendement mécanique faible.
La puissance électrique délivrée pour le son est souvent donnée dans les caractéristiques du téléviseur, généralement 1W. La presque totalité se retrouve donc en chaleur dans le haut-parleur.

[invite8ec57de1]

D'accord, merci !

Est-ce que les 149 autres W sont entièrement dédiés à l'image ?
En déterminant l'énergie électromagnétique en sortie, ça me donnerait l'énergie thermique produite par l'affichage de l'image.

Et j'aurais ainsi, avec l'énergie thermique des hauts parleurs, l'énergie thermique totale produite par le téléviseur ? qui pourra être valorisée.

Ca me parait étrange car l'énergie électromagnétique sera également négligeable. Donc la quasi totalité des 150W en entrée ressortirait en chaleur à la sortie .. ça me parait beaucoup !

Est-ce que j'oublie encore quelque chose dans mon raisonnement ?