ENERGIE 2

Élargissement de la notion d'énergie. Comment produire de la chaleur ?

Objectifs notionnels :

- Pour chauffer de l'eau, de l'énergie est nécessaire.
- Il existe différentes formes d'énergie. (certaines ayant déjà été rencontrées en partie 1)

Compétences :
- Dans une expérimentation, contrôler des paramètres
- Noter, organiser et présenter des résultats de mesure (tableaux, graphiques).

Préparation matérielle :

- Divers réchauds : à alcool gélifié (pour fondue) ou à méta. Bougie, chauffe plat.

- Si on ne craint pas son utilisation : plaque électrique ou thermo-plongeur

- Récipients (boites de conserve), thermomètres courants à liquide.

- Chronomètre, ou montre, ou bien l'horloge murale...

Activités des élèves:

ACTIVITE 1(collective orale ou par groupe par écrit)

Questionnement : Comment chauffe-t-on de l'eau dans la maison ? (Que ce soit pour la cuisine, ou pour l'eau chaude sanitaire, voire l'eau des radiateurs)

Questionnement plus précis : quelles énergies utilise-t-on ? (Ceci sera l'occasion de constater l'éventuel réinvestissent de la séance précédente)

En complément: appui de ressources documentaires ( notamment pour les installations solaires et géothermiques)

ACTIVITE 2 (par groupes)
Comparer expérimentalement quelques énergies :

- combustible solide ou liquide
- électricité (facultatif)
- soleil
- chaleur des radiateurs (équivalent de la géothermie)

Recherche : chauffer de l'eau. Quelle est ici l'énergie la plus efficace ?

Le but n'est évidemment pas de conclure sur le succès de l'électricité dans le cas présent (ce qui serait une publicité malencontreuse pour le chauffage électrique!), mais d'être capable de mettre au point une comparaison qui ait un sens. Après une phase de mise au point matérielle (comment caler le récipient sous une flamme ?) il faudra laisser tâtonner, voire laisser commettre des erreurs pour conclure qu'il est indispensable de procéder avec la même quantité d'eau et le même récipient (la surface d'échange jouant aussi un rôle). D'autres paramètres influent évidemment : distance de la flamme, couleur du récipient pour le Soleil etc...

Les groupes peuvent disposer de toutes les énergies (auquel cas le réglage de la comparaison se fait en interne et une confrontation finale permettra de vérifier la validité de l'expérience), ou chaque groupe peut avoir une seule énergie à tester (auquel cas une confrontation initiale pour discuter de comment réaliser l'expérience ou finale est à faire)

Synthèse

Dégager avec la classe l'idée que pour chauffer, il faut également dans tous les cas de l'énergie (sous différentes formes).

Dégager également une conclusion sur la façon de réaliser une expérience de comparaison.

Prolongement : (Idée tirée du document d'accompagnement Sciences et technologie CIII )

--Fabriquer une maquette de chauffage central : un récipient en métal contenant de l'eau chaude est placée dans une boite en carton (avec un couvercle, retiré ici pour les besoins de la photo).

On relève initialement la température de l'air de cette boite, puis au bout de quelques minutes.

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