Thermodynamique et Écologie – Unité 1

Ces flashcards résument les principaux concepts de thermodynamique, bioénergétique et cycles biogéochimiques abordés dans l’Unité 1.

Énergie thermique

Forme d’énergie principalement perdue à chaque niveau trophique, issue des processus de respiration et d’excrétion.

Respiration (niveau trophique)

Processus biologique consommant de l’oxygène pour produire de l’énergie et dissiper de la chaleur, responsable d’une partie de la perte énergétique dans la chaîne alimentaire.

Excrétion

Élimination des déchets métaboliques qui entraîne également une perte d’énergie sous forme de chaleur.

Équation de la photosynthèse

6 CO₂ + 6 H₂O + énergie lumineuse → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂.

Équation de la respiration cellulaire

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + énergie (ATP + chaleur).

Rendement trophique (~10 %)

Portion d’énergie (environ 10 %) qui passe d’un niveau trophique au suivant ; 90 % est perdue sous forme de chaleur.

Chaleur spécifique

Quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1 °C la température d’un gramme d’une substance ; valeur différente pour l’eau et le sel car c’est une propriété caractéristique de la matière.

Propriétés caractéristiques (de la matière)

Propriétés physiques ou chimiques qui dépendent du type de substance et non de sa quantité, comme la chaleur spécifique.

Réaction endothermique

Réaction chimique qui absorbe de la chaleur au début, associée à la rupture des liaisons des réactifs.

Réaction exothermique

Réaction chimique qui libère de la chaleur lors de la formation des produits, rendant le milieu plus chaud.

Rupture des liaisons chimiques

Étape d’une réaction nécessitant une absorption d’énergie pour casser les liaisons des réactifs.

Formation de nouvelles liaisons chimiques

Étape d’une réaction libérant de l’énergie quand les produits se forment.

Relation ΔW = ΔQ

Égalité valide lors d’un processus isotherme où le travail échangé avec l’extérieur est égal à la chaleur échangée et l’énergie interne ne change pas.

Processus isotherme

Transformation thermodynamique à température constante (ΔT = 0) et donc ΔU = 0 ; par exemple l’expansion lente d’un gaz.

Processus adiabatique

Transformation sans échange de chaleur avec l’extérieur (ΔQ = 0), le travail effectué modifie l’énergie interne et la température.

Expansion isotherme lente d’un gaz

Exemple typique de processus isotherme où le gaz se dilate à température constante, vérifiant ΔW = ΔQ.

Contenu calorifique de l’eau

Quantité d’énergie contenue dans l’eau formée ; inférieure à celle de ses éléments initiaux (H₂ et O₂) car la réaction de formation est exothermique.

Nutriments (importance)

Substances indispensables à la croissance, la santé et aux processus biologiques des organismes dans l’environnement.

Impact humain sur le cycle de l’azote

Utilisation industrielle d’azote pour fabriquer des engrais, perturbant l’équilibre naturel du cycle de l’azote.

Précipitation et évaporation (effet sur les cycles des nutriments)

Processus hydrologiques qui influencent le transport et la répartition spatiale des nutriments dans les écosystèmes.