Ordres de grandeur d'énergie
La liste suivante décrit les différents ordres de grandeur énergétiques situés entre 10-52 et 1070 joules.
Exemples de valeurs d'énergie
| Facteur (J) | Multiple | Valeur | Exemple |
|---|---|---|---|
| 10-33 | 1,602×10-31 J | 1 peV (picoélectron-volt) | |
| 3,0×10-31 J 1,8 peV |
l'énergie cinétique moyenne d'une molécule à la température la plus basse atteinte (10-12 K) : le niveau d'énergie atteint le plus bas. | ||
| ... | |||
| 10-24 | 1 yoctojoule (yJ) | 1,5×10-23 J 0,093 meV |
l'énergie cinétique moyenne d'une molécule à l'endroit le plus froid connu, la Nébuleuse du Boomerang (température 1 K). |
| 1,602×10-22 J | 1 meV | ||
| 10-21 | 1 zeptojoule (zJ) | 4,37×10-21 J 0,0273 eV |
l'énergie cinétique moyenne d'une molécule à température ambiante. |
| 1,602×10-19 J | 1 électron-volt (eV) | ||
| 1,602×10-19 J | l'énergie cinétique moyenne d'une molécule à 11 300 °C. | ||
| 2,7–5,2×10-19 J | l'intervalle d'énergie des photons de la lumière visible. | ||
| 10-18 | 1 attojoule (aJ) | 5,0×10-18 J 50 eV |
limite supérieure de la masse-énergie d'un neutrino électronique. |
| 10-15 | 1 femtojoule (fJ) | 5,0×10-14 J 500 000 eV |
limite supérieure de la masse-énergie d'un neutrino muonique. |
| 5,1×10-14 J 511 000 eV |
la masse-énergie d'un électron. | ||
| 1,602×10-13 J 1 000 000 eV |
1 MeV | ||
| 10-12 | 1 picojoule (pJ) | 3,2×10-11 J 200 MeV |
l'énergie totale émise dans la fission d'un atome de 235U (en moyenne). |
| 3,5×10-11 J 210 MeV |
l'énergie totale émise dans la fission d'un atome de 239Pu (en moyenne). | ||
| 1,5×10-10 J 940 MeV |
la masse-énergie d'un proton, au repos. | ||
| 1,602×10-10 J | 1 GeV, (1 000 MeV) | ||
| 10-9 | 1 nanojoule (nJ) | 8×10-9 J 50 GeV |
l'énergie initiale opérationnelle par faisceau de l'accélérateur de particules du CERN, le Grand collisionneur électron-positron (1983). |
| 1,3×10-8 J 80,411 GeV |
la masse-énergie d'un boson W, au repos. | ||
| 4,3×10-8 J 270 GeV |
l'énergie initiale opérationnelle par faisceau de l'accélérateur de particules du CERN Super Proton Synchrotron atteinte en 1981. | ||
| 10-7 J | 1 erg, 1 TeV (1 000 GeV) | ||
| 1,602×10-7 J 1 TeV |
environ l'énergie cinétique d'un moustique volant [CERN LHC website]. | ||
| 10-6 | microjoule (μJ) | 1,602×10-4 J | 1 000 TeV |
| 2×10-4 J 1 250 TeV |
le niveau d'énergie de collision prévu du Large Hadron Collider construit au CERN (2005) pour les ions lourds (noyaux de plomb). | ||
| 100 | joule (J) | 1 J | l'énergie requise pour soulever une petite pomme (102 g) d'un mètre, à la surface de la Terre. 1 joule est égal à :
|
| 4,184 J | 1 calth (calorie thermochimique, petite calorie) | ||
| 4,1868 J | 1 calIT (calorie de la Table Internationale, petite calorie) | ||
| 8 J 5×1019 eV |
la limite GZK pour l'énergie d'un rayon cosmique. | ||
| 12 J | énergie délivrée par le flash d'un appareil photo amateur (condensateur de 220 µF, 330 V) | ||
| 48 J 3×1020 eV |
le rayon cosmique le plus énergétique jamais détecté (voir Zetta-particule). | ||
| 90 J | l'énergie cinétique d'une balle de tennis (masse 58 g) lors d'un service à 200 km/h[1]. | ||
| 142 J | l'énergie cinétique d'une balle standard de.22 Long Rifle (balle en plomb de 2,6 grammes propulsée à 330 mètres par seconde). | ||
| 103 | kilojoule (kJ) | 1 000 J | l'énergie nécessaire à un enfant (30 kg) pour monter un étage (un peu plus de trois mètres). |
| 1 055 J | 1 BTU (British thermal unit) | ||
| 1 360 J | l'énergie reçue du Soleil, au sommet de l'atmosphère terrestre, par un mètre carré en une seconde. (constante solaire) | ||
| 3 600 J | 1 Wh (0,001 kWh) | ||
| 4 184 J | l'énergie dégagée par l'explosion d'un gramme de TNT. | ||
| 4 186 J | 1 kcal (énergie requise pour réchauffer un kilogramme d'eau d'un 1 degré Celsius 1 calorie de nourriture). | ||
| 8 640 J 2,4 Wh |
l'énergie stockée dans une pile bâton LR06 AA rechargeable (1,2 V 2000 mAh). | ||
| 104 | 10 kJ | 1,7×104 J |
énergie dégagée par le métabolisme d'un gramme de sucre ou de protéine. |
| 3,8×104 J |
énergie dégagée par le métabolisme d'un gramme de matière grasse. | ||
| 44 130 J | une puissance d'un cheval-vapeur appliquée pendant une minute. | ||
| 5,0×104 J | énergie dégagée par la combustion d'un gramme d'essence. | ||
| 60 000 J | une puissance d'un kilowatt appliquée pendant une minute. | ||
| 105 | 100 kJ | 480 000 J = 133 Wh | énergie mécanique produite pendant une heure, par un cycliste à une vitesse approximative de 25 km/h.
(env. 1/100 d'un kilogramme d'essence pour 25 km, à comparer avec la consommation réelle d'un cyclomoteur). |
| 600 000 J | l'énergie cinétique d'une voiture de 1 000 kg à la vitesse de 125 km/h. | ||
| 735 500 J | une puissance de 100 chevaux-vapeur appliquée pendant dix secondes. | ||
| 106 | mégajoule (MJ) | 106 J 1 MJ 239 kcal |
la valeur énergétique de portions alimentaires telles que : une barre de 40 g de Chocolat noir amer, ou 67 g de riz complet cru, ou 266 g de riz blanc cuit à l'eau, ou 100 g de pain «courant français», ou 300 g de pomme de terre, ou 1,6 kg de concombre. |
| 1 728 000 J 480 Wh |
l'énergie stockée dans une batterie de voiture courante (12 V, 40 Ah). | ||
| 2 647 796 J 736 Wh |
une puissance d'un cheval-vapeur appliquée pendant une heure. | ||
| 3 600 000 J | 1 kWh (kilowatt-heure)=travail mécanique pour élever 100 kg de 3 600 mètres (activité sportive athlétique) ou énergie cinétique d'un obus de 7,2 kg à la vitesse de 1 000 m/s. | ||
| 4,184×106 J | énergie dégagée par l'explosion d'un kilogramme de TNT. | ||
| 6,3×106 J 1 500 kcal |
une valeur souvent recommandée pour l'énergie nutritionnelle d'une femme ne faisant pas d'activité sportive par jour (2 000 kcal = 8,4×106 J pour les hommes). | ||
| 107 | 10 MJ | 2,65×107 J | une puissance de dix chevaux-vapeur appliquée pendant une heure. |
| 4,18×107 J 11,6 kWh |
énergie requise pour :
| ||
| 4,8×107 J | énergie dégagée par la combustion d'un kilogramme d'essence. | ||
| 108 | 100 MJ | 1,055×108 J | un therm (EC) (100 000 BTU) |
| 109 | 1 gigajoule (GJ) | 1,5×109 J | l'énergie d'un éclair moyen. |
| 1,8×109 J 490 kWh |
l'énergie contenue dans un réservoir moyen (50 litres) d'essence. | ||
| 1,956×109 J | l’énergie de Planck. | ||
| 3,2×109 J 900 kWh |
l'énergie utilisée annuellement par un sèche-linge. | ||
| 3,6×109 J | 1 000 kWh | ||
| 4,184×109 J | l'énergie dégagée par l'explosion d'une tonne de TNT. | ||
| 1010 | 10 GJ | 1,8×1010 J 5 000 kWh |
Objectif de consommation annuelle d'énergie pour un Bâtiment de basse consommation, en France, de 100 m2 (50 kWh/(m2 ⋅ an)). |
| 4,187×1010 J | 1 TEP (tonne d'équivalent pétrole) | ||
| 7,2×1010 J | l'énergie consommée annuellement par une automobile moyenne aux États-Unis en 2000. | ||
| 8.6×1010 J | 86 400 MJ : Énergie consommée par notre avion le plus gros porteur durant une heure de vol en palier (*4 pour décoller) en 2012. | ||
| 1011 | 100 GJ | 1.16×1011 J | L'énergie d'un kilomètre cube d'air se déplaçant à 50 km/h. |
| 1012 | térajoule (TJ) | 2.9×1012 J | L'énergie d'un kilomètre cube d'air se déplaçant à 250 km/h (ouragan). |
| 3,6×1012 J | 1 000 000 kWh, ou 0,001 TWh | ||
| 4,184×1012 J | l'énergie dégagée par l'explosion d'une kilotonne de TNT. | ||
| 4,5×1012 J | l'énergie cinétique d'un kilogramme de matière à 1 % de la vitesse de la lumière | ||
| 1013 | 10 TJ | 6,3×1013 J | l'énergie dégagée par le bombardement d'Hiroshima. |
| 9,0×1013 J | la masse-énergie totale théorique d'un gramme de matière. | ||
| 1014 | 100 TJ | 3,24×1014 J 90 GWh |
la production annuelle d'électricité au Togo. |
| 1015 | pétajoule (PJ) | 3,6×1015 J | 1 TWh |
| 4,184×1015 J | l'énergie dégagée par l'explosion d'une mégatonne de TNT. | ||
| 1016 | 10 PJ | 1016 J | l'énergie de formation d'un cratère d'impact correspondant à un météorite de dix mille tonnes. |
| 3,03×1016 J 8,403 TWh |
la consommation électrique au Zimbabwe en 1998. | ||
| 4,14×1016 J 11,5 TWh |
les pertes d'énergie électrique en France en 2009. (liées au transport de l'électricité) RTE | ||
| 9,0×1016 J | la masse-énergie totale théorique d'un kilogramme de matière. | ||
| 1017 | 100 PJ | 1,74×1017 J | l'énergie totale du Soleil qui atteint la Terre en une seconde. |
| 1,5×1017 J | l'énergie estimée dégagée par l'éruption du Krakatoa. | ||
| 2,5×1017 J | l'énergie dégagée par la plus puissante bombe nucléaire jamais testée, la bombe Tsar Bomba. | ||
| 4×1017 J 111 TWh |
la consommation électrique de la Norvège en 1998. | ||
| 5,5×1017 J | l'énergie cinétique d'un kilogramme de matière à 99 % de la vitesse de la lumière. | ||
| 1018 | 1 exajoule (EJ) | 3,6×1018 J | 1 PWh = 1 000 TWh |
| 1019 | 1,04×1019 J | l'énergie totale du Soleil qui atteint la Terre en une minute. | |
| 1,339×1019 J 3 719,5 TWh |
la production totale d'énergie électrique aux États-Unis en 2001. | ||
| 1,6×1019 J | l'équivalent énergétique de l’alimentation annuelle d'une population mondiale de 7 milliards d'êtres humains sur la base d'un apport nutritionnel journalier de 1 500 kcal. | ||
| 9,0×1019 J | la masse-énergie totale théorique d'une tonne de matière. | ||
| 1020 | 1,05×1020 J | l'énergie consommée par les États-Unis en une année (2001). | |
| 1,33×1020 J | l'énergie dégagée par le tremblement de terre de l'Océan Indien en 2004. | ||
| 4,26×1020 J | l'énergie consommée dans le monde en une année (2001). | ||
| 6.2×1020 J | l'énergie totale du Soleil qui atteint la Terre en une heure. | ||
| 1021 | 1 zettajoule (ZJ) | 3,6×1021 J | 1 EWh = 1 000 000 TWh |
| 6,0×1021 J | l'énergie (potentielle) des réserves de gaz naturel estimées dans le monde (2003). | ||
| 7,4×1021 J | l'énergie (potentielle) des réserves de pétrole estimées dans le monde (2003). | ||
| 1022 | 1,5×1022 J | l'énergie totale du Soleil qui atteint la Terre en 24 heures. | |
| 2×1022 J | l'énergie (potentielle) des réserves de charbon estimées dans le monde (2003). | ||
| 3,9×1022 J | l'énergie (potentielle) des réserves de l'énergie fossile estimées dans le monde (2003). | ||
| 1023 | 5,0×1023 J | l'énergie estimée dégagée par l'impact du Chicxulub. | |
| 1024 | 1 yottajoule (YJ) | 3,6×1024 J | 1 ZWh = 1 000 000 000 TWh. |
| 3,827×1026 J | l'énergie dégagée par le Soleil en une seconde. | ||
| 1027 | 3,6×1027 J | 1 YWh = 1012 TWh | |
| 2,30×1028 J | l'énergie dégagée par le Soleil en une minute. | ||
| 1030 | 3,6×1030 J | 1000 YWh = 1015 TWh | |
| 3,0×1031 J | l'énergie (potentielle) des réserves exploitables estimées dans le monde en uranium 238 (2003). | ||
| 2,4×1032 J | l'énergie de liaison gravitationnelle de la Terre. | ||
| 1033 | 2,7×1033 J | l'énergie cinétique de la Terre sur son orbite solaire. | |
| 3,6×1033 J | 1018 TWh | ||
| 1,2×1034 J | l'énergie dégagée par le Soleil en une année. | ||
| 1036 | 3,6×1036 J | 1021 TWh | |
| 1,2×1037 J | l'énergie dégagée par le Soleil en un millénaire. | ||
| 1039 | 1,2×1040 J | l'énergie dégagée par le Soleil en un million d'années. | |
| 5,37×1041 J | la masse-énergie totale théorique de la masse de la Terre. | ||
| 6,9×1041 J | l'énergie de liaison gravitationnelle du Soleil. | ||
| 1042 | 1044 J | l'énergie dégagée par une supernova. | |
| 1045 | 1047 J | l'énergie dégagée par un sursaut gamma. | |
| 1,8×1047 J | la masse-énergie totale théorique de la masse du Soleil. | ||
| ... | |||
| 1058 | 4×1058 J | la masse-énergie totale de la matière « visible » de la Galaxie. | |
| 1059 | 1×1059 J | toute la masse-énergie de la Galaxie (incluant la matière noire). | |
| ... | |||
| 1069 | 1045 YJ | 2×1069 J | la masse-énergie totale théorique de l'Univers (le niveau d'énergie le plus grand connu). |
Ordres de grandeur en mégatonnes de TNT
- la première bombe nucléaire testée sur le site test d'Alamogordo eut un rendement de 18,6 kilotonnes de TNT (Rhodes, page 677), ou approximativement 78 térajoules.
- La bombe Little Boy lancée sur Hiroshima eut un rendement d'approximativement 13 kilotonnes de TNT (54 TJ). Ainsi, une mégatonne de TNT est équivalente à globalement 77 bombes d'Hiroshima. La bombe Fat Man, lancée sur Nagasaki, a dégagé ~20 kilotonnes de TNT = 84 TJ.
- Une bombe H actuelle a un rendement d'environ 1 mégatonne de TNT.
- L'arme nucléaire la plus puissante qui ait explosé était la bombe soviétique baptisée Tsar Bomba, qui a fourni en 1961 un rendement de 50 à 60 mégatonnes de TNT (210 PJ). L'arme nucléaire la plus puissante jamais produite était une version de cette bombe qui aurait fourni un rendement de supérieur à 100 mégatonnes de TNT.
- L'éruption du mont Saint Helens en 1980 dans l'état de Washington (États-Unis) fut évaluée équivalente à 27 000 bombes nucléaires du type d'Hiroshima ou globalement 350 mégatonnes.
- L'éruption du Novarupta en 1912 en Alaska était dix fois la taille de l'éruption du mont Saint Helens ou globalement 3500 mégatonnes.
- L'éruption volcanique du Krakatoa (Indonésie) en 1883 était environ 50 % plus grande que l'éruption du Novarupta ou globalement 5 250 mégatonnes.
- L'éruption volcanique du Tambora (Indonésie) en 1815 était environ sept fois plus grande que l'éruption du Novarupta ou globalement de 24 500 mégatonnes (24,5 gigatonnes).
- L'éruption minoenne (Santorin) en 1650 av. J.-C. était plus grande que l'éruption du mont Tambora.
- L'éruption volcanique du lac Toba (Indonésie) il y a 73 000 ans, était encore plus grande que l'éruption du Santorin, et est susceptible d'avoir causé une extinction de masse de la vie (voir la théorie de la catastrophe de Toba).
- La caldeira de Yellowstone (États-Unis) a été formée par une éruption volcanique massive, il y a 640 000 ans, et fut 2500 fois la taille de l'éruption du mont Saint Helens, environ 875 gigatonnes. Elle aurait causé une extinction de masse de la vie.
- L'impact d'une météorite d'environ 15 kilomètres de largeur ou d'une comète avec la Terre peut avoir un rendement de 100 tératonnes de TNT = 4,184×1023 J. Un impact de ce type est soupçonné d'être à l'origine de l'extinction Crétacé-Paléogène.
- Le 30 mai 1998, le tremblement de terre de magnitude 6,5 en Afghanistan a dégagé une énergie « équivalente à 2 000 kilotonnes d'explosion nucléaire ». (USGS)
- Le tremblement de terre dans l'océan Indien en 2004 a dégagé une énergie estimée à 2×1018 joules (1 932 000 térajoules, soit ~2 EJ), ou "475 000 kilotonnes (475 mégatonnes) de TNT, ou l'équivalent de 23 000 bombes de Nagasaki". (USGS)
Notes et références
- ↑ Calcul : d'après la formule EcJ = 1/2 mKgVm/s2. Calcul : Vitesse en m/s = 200 000 / 3 600 = 55,55 m.s-1 ; Ec = (0,058/2)*(55,55)2 = 89,3 J soit environ 90J
- ↑ Calcul : Capacité thermique massique de l'eau: 4185 J·kg-1·K-1 ; élever la température de 200 litres d'eau de 15 à 65 degrés, soit 50K nécessite 4185 * 200kg * 50K = 4,18×107 J, soit 11,6 kWh.
- ↑ Calcul : 44 jours = 44*24h = 1056h ; 1056h*11W = 11616Wh, soit 11,6 kWh.
Voir aussi
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