FICHE 1 Fiche à destination des enseignants SAC D'EMBALLAGE 3

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FICHE 1

Fiche à destination des enseignants

SAC D'EMBALLAGE 3

^ème

PC1

Type d'activité Évaluation

Compétences Connaissance des différentes formes d'énergie qui interviennent dans la production d'énergie électrique.

Calcul de l'énergie électrique transférée à un appareil pendant une temps donné.

Commentaires sur l’exercice proposé

L’ensemble du sujet est trop long sous cette forme. Il aborde différents aspects de la partie “électricité” : l’enseignant pourra choisir les questions qui correspondent à sa progression. Ainsi, le barème n’est qu’indicatif de l’importance relative des questions et n’a pas été ramené à 20 points. La question 9 est une question d'opinion qui permet de savoir quel est l'implication des élèves dans la protection de l'environnement. Elle n'est donc pas évaluée.

Pré-requis B.2.2. La puissance électrique La facture d'électricité C. L'énergie et ses transferts A. Les combustions (4^ème) Conditions de

mise en œuvre Durée nécessaire pour traiter l’ensemble des questions : une séance.

Matériel particulier : L'utilisation d'une calculatrice est conseillée.

Remarques Cette évaluation peut illustrer la rubrique "Puissance et énergie électriques" du programme de 3^ème et amener une réflexion sur la protection de l'environnement.

thèmes de convergence : Education à l’Environnement et au Développement Durable

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Texte à distribuer aux élèves

SAC D'EMBALLAGE 3

^ème

PC1

But : Cette activité a pour objectif d’évaluer vos connaissances sur la puissance et l’énergie électriques. Vous devez répondre aux questions posées en entourant, à chaque fois qu’un choix vous est proposé, la réponse qui vous semble correcte.

Roméo et Juliette ont fait des courses au supermarché. Ils ont emballé leurs achats dans le sac ci-dessous :

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Question 1

La phrase soulignée sur la photographie illustre un transfert d'énergie, d’une forme que nous noterons

« énergie 1 » vers la forme « énergie 2 ».

Sur le schéma ci-dessous, tracer une flèche symbolisant ce transfert :

Question 2

On ne peut pas produire directement l’énergie « 2 » à partir d’énergie « 1 ».

Par quel type d’énergie intermédiaire doit-on passer pour pouvoir réaliser le transfert ? a) Thermique

b) Mécanique c) Électrique Question 3

Le texte souligné sur la photographie mentionne une ampoule de "60 watts".

Cette valeur est celle de :

a) l'intensité nominale de l’ampoule b) la puissance nominale de l’ampoule c) la tension nominale de l’ampoule

Question 4

Roméo et Juliette souhaitent connaître l'intensité qui traverse une ampoule de 60 W soumise à la tension du secteur (230 V). Choisir parmi les propositions ci-dessous la bonne réponse et la justifier par un calcul.

a) 3,83 A b) 0,26 A c) 13800 A d) 170 A Justification :

énergie 1 énergie 2

thermique ● ● thermique

mécanique ● ● mécanique

électrique ● ● électrique

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Le texte souligné sur la photographie mentionne une durée de 10 minutes.

A quelle fraction de l’heure cette durée de 10 minutes correspond-elle ? Choisir parmi les propositions ci-dessous la bonne réponse et la justifier par un calcul.

a) 1/10 heure b) 1/6 heure c) 1/4 heure d) 1/2 heure Justification :

Question 6

Roméo et Juliette veulent connaître l'énergie produite par la combustion de ce sac. Parmi les propositions ci-dessous, que vaut l'énergie produite par la combustion de ce sac ? Justifier par un calcul.

a) 1 Wh b) 6 Wh c) 10 Wh d) 600 Wh Justification :

Question 7

L'énergie électrique consommée en un an part la famille de Roméo et Juliette est en moyenne de 4000 kWh. Ils se demandent combien il faudrait brûler de sacs produisant chacun 10 Wh pour obtenir cette énergie.

Choisir parmi les propositions ci-dessous, justifier la réponse par un calcul et commenter le résultat obtenu :

a) 400 sacs b) 40 000 sacs c) 400 000 sacs d) 40 000 000 sacs Justification :

Commentaire :

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Question 8

Une combustion nécessite la présence d'un réactif. Lequel ? Choisir parmi les propositions ci- dessous :

a) Le diazote b) Le dihydrogène c) Le dioxygène

d) Le dioxyde de carbone

Question 9

Roméo et Juliette font une recherche sur internet. Ils apprennent que ce sac d'emballage laissé dans la nature met "400 ans à se décomposer"¹, "sa combustion ne produit ni dioxine, ni aucun autre gaz toxique"² mais essentiellement de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone.

Roméo pense qu’on peut laisser le sac dans la nature sans danger pour l'environnement tandis que Juliette prétend qu’il est préférable de le détruire en le brûlant.

Que pensez-vous de l'opinion de Roméo et de celle de Juliette ?

Question 9 bis

Parmi ces positions, laquelle est la plus proche de la vôtre ? (Il n’y a pas de bonne ou de mauvaise réponse pour cette question)

a) Pour avoir un avis, il faudrait savoir combien coûte la mise en décharge et l’incinération des sacs en plastique.

b) En regroupant les sacs en plastique dans une décharge, on ne risque pas de répandre la pollution et on laisse la nature agir à son rythme.

c) Il faut incinérer les sacs en plastique : le dioxyde de carbone produit est moins dangereux pour la nature que les sacs eux-mêmes.

d) Il n’y a pas de bonne solution, à part arrêter de fabriquer des sacs en plastique, quels que soient les nouveaux problèmes que cela pourrait poser.

1 Information donnée par le Ministère de l'Écologie et du développement durable : www.ecologie.gouv.fr

2 Information donnée par La plasturgie : www.laplasturgie.fr

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Parmi ces points de vue, lequel doit déterminer selon vous le choix entre la mise en décharge et l’incinération des sacs en plastique ? (Il n’y a pas de bonne ou de mauvaise réponse pour cette question) a) Les scientifiques doivent étudier plus précisément l’impact sur l’environnement de l’incinération et de

la mise en décharge des sacs

b) L’Homme doit clairement définir sa place dans la nature pour savoir comment il doit intervenir dans la gestion de ce problème.

c) Les économistes doivent fournir un bilan financier précis de l’incinération et de l’entretien d’une décharge pour les sacs

d) Il faut faire des sondages d’opinion pour savoir ce que les citoyens préfèrent faire des sacs en plastique.

Vous pouvez apporter des précisions :_______________________________________________________

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FICHE 3

Correction. Fiche à destination des enseignants

SAC D'EMBALLAGE 3

^ème

PC1

Question Réponse

Commentaires Barème

/10 pts Compétences évaluées Compétences exigibles 1 Sur le schéma ci-dessous, tracer une flèche

symbolisant ce transfert. D'énergie thermique en énergie électrique 1 pt Connaître les différentes formes d’énergie qui interviennent dans la production d’énergie électrique

Exprimer en français et sous forme de schémas une succession simple de transferts d'énergie 2 Par quel type d’énergie intermédiaire doit-on

passer pour pouvoir réaliser le transfert ? b. Mécanique 1 pt Connaître les différentes formes d’énergie qui

interviennent dans la production d’énergie électrique

3 Le texte souligné sur la photographie mentionne une ampoule de "60 watts". Ce nombre est :

b. La puissance nominale de l'ampoule 1 pt Relation P = U.I et puissance nominale

4 Roméo et Juliette souhaitent connaître l'intensité qui traverse une ampoule de 60 W soumise à la tension du secteur (230 V).

Justification.

b. I = 0,26 A

Les résultats proposés proviennent des calculs suivants : a. 230 / 60

b. 60 / 230 c. 230 x 60 d. 230 - 60 I = P/U

0,5 pt

1 pt

Relation P = U.I

5 A quelle fraction de l’heure cette durée de 10 minutes correspond-elle ?

Jusitification

b. 1/6 heure 0,5 pt

1 pt

1h = 60min : programme du primaire

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Parmi les propositions ci-dessous, que vaut l'énergie produite par la combustion de ce sac ?

Justification.

c. 10 Wh 0,5 pt

1 pt

Distinguer puissance et énergie

Calculer l'énergie électrique transférée à un appareil pendant une durée donnée et l'exprimer dans l'unité du SI, le joule (J) ainsi qu'en kilowatt-heures (kWh)

7

L'énergie électrique consommée en un an part la famille de Roméo et Juliette est en moyenne de 4000 kWh. Ils se demandent combien il faudrait brûler de sacs produisant chacun 10 Wh pour obtenir cette énergie.

Justifier la réponse par un calcul.

Commenter le résultat obtenu.

c. 400 000 sacs 1,5 pts

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9

Que pensez-vous de l'opinion de Roméo et de celle de Juliette ?

Question d'opinion.

On attend les éléments de réponse suivants à propos de l’incinération :

- avantage : protection de l'environnement (durée très longue de disparition du sac dans la nature) … - inconvénient : production du dioxyde de carbone

qui est un gaz à effet de serre.

- à noter : la production d'énergie est trop faible pour pouvoir être utilisée de manière industrielle.

(voir question n°6)

Thèmes transversaux (EDD) : les activités de l’Homme en tant que source possible d’effets négatifs pour l’environnement mais également d’actions pour le restaurer.