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TP-BAC PRO-41
RENDEMENT D’UNE BOUILLOIRE
Nom et prénom de l’élève
OBJECTIFS - Mesurer l’énergie thermique apportée à l’eau dans une bouilloire.
- Calculer le rendement.
1- Le problème
Deux élèves discutent.Le premier élève :
« Mon professeur m’a expliqué le fonctionnement d’une bouilloire électrique. Le courant électrique circule dans un dipôle purement résistif, la résistance. L’énergie électrique reçue est totalement transformée en chaleur. L’eau récupère cette chaleur, sa température augmente jusqu’à ébullition ».
Le deuxième élève :
« Si tout est transformé en chaleur, le rendement de la bouilloire doit être parfait. Cela voudrait dire que l’eau récupère toute la chaleur qui lui est fournie. Je me demande si cela est possible ».
2- Protocole opératoire
① Mesurer 1 litre d’eau avec une éprouvette graduée.
L’œil doit se situé en face de la graduation et la lecture doit être le bas du ménisque.
② Placer l’eau dans la bouilloire.
(Sans en renverser à côté)
Et relever la température de l’eau froide.
T
1= ………
③ Mettre en marche la bouilloire et simultanément déclencher le chronomètre.
t
1= 0
④ Lorsque la bouilloire s’arrête de fonctionner, l’eau est chaude alors stopper le chronomètre.
Et relever le temps.
t
2= ………
⑤ Relever la température de l’eau chaude. T
2= ………
Ta mission :
① Mesurer l’énergie absorbée et utile lors de l’utilisation d’une bouilloire.
② Calculer le rendement.
③ Construire la chaîne énergétique
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3- Compte rendu
① Relever la puissance électrique de la bouilloire sur l’étiquette.
② Emettre une hypothèse : Pensez-vous que l’eau récupère toute l’énergie qui est fournie ? Expliquer pourquoi.
③ Calculer l’énergie électrique (E) consommée par la bouilloire.
④ Calculer la quantité de chaleur (Q) reçue par l’eau.
⑤ Comparer (E) et (Q).
⑥ L’hypothèse émise dans le problème à la question 1 est-elle vérifiée ?
⑦ Si les valeurs trouvées pour (E) et pour (Q) sont différentes, faire une proposition permettant d’expliquer cette différence.
⑧ A combien s’élèvent les pertes ? Où sont les « joules » perdus ? (Qu’est-ce qui les a récupérés ?).
⑨ Le rendement R est un nombre compris entre 0 (rendement nul) et 1 (rendement parfait). Il se calcul ainsi :
Calculer le rendement de la bouilloire, arrondir au centième. Que pensez-vous de ce rendement ?
⑩ Commenter la phrase du 2ème élève. A-t-il raison d’avoir des doutes ?
⑪ Faire la chaîne énergétique de la bouilloire.
Formulaire
Avec : : Energie électrique en Joules (J).
: Puissance en Watt (W).
: la durée en secondes (s)
Avec : : Quantité de chaleur en Joules (J).
: masse en kilogramme (kg)
: capacité thermique massique de l’eau. Ceau = 4180 J/kg/°C : température finale en degré Celcius (°C).
: température initiale en degré Celcius (°C).
