FICHE 1
Fiche à destination des enseignants 3
èmePC1
ÉNERGIE RÉCUPÉRABLE AVEC UN SAC D'EMBALLAGE
Type d'activité Évaluation
Programme Connaissances
Puissance nominale indiquée sur un appareil
Le watt (W) est l’unité de puissance du Système International (SI)
Enoncé traduisant, pour un dipôle ohmique, la relation P=U.I où U et I sont des grandeurs efficaces
L’énergie électrique transférée à un appareil est donnée par la relation E = P.t Capacités
Calculer, à partir de sa puissance et de sa tension nominale, l’intensité efficace du courant qui traverse un appareil qui se comporte comme un dipôle ohmique
Calculer l'énergie électrique transférée à un appareil pendant une durée donnée et l'exprimer en joule (J) ainsi qu'en kilowatt-heures (kWh)
Socle commun de connaissances et de compétences [Pilier 1]
Rédiger une courte explication d’un phénomène
Classer et hiérarchiser les informations contenues dans un texte explicatif [Pilier 3]
Reconnaître si deux grandeurs sont ou non proportionnelles et, dans l’affirmative calculer une quatrième proportionnelle
Maîtriser de manière automatisée les tables de multiplication… pour effectuer un calcul réfléchi, un calcul posé portant sur des nombres de taille raisonnable
Mener à bien un calcul instrumenté (calculatrice tableur) Conduire un calcul littéral simple
Effectuer des conversions d’unités relatives aux grandeurs étudiées Connaître le caractère plus ou moins polluant de la source d’énergie
Observer, recenser des informations extraire d’un document (papier ou numérique) des informations relatives à un thème de travail.
Choisir l’opération qui convient au traitement de la situation étudiée.
Présenter une observation, une situation, un résultat, une solution sous une forme appropriée [Pilier 6]
Défendre son point de vue en argumentant
[Pilier 7]
Rechercher, sélectionner, analyser l’information utile Commentaires
sur l’exercice proposé
Cette activité illustre la rubrique
B. « Energie électrique et circuits électriques en « alternatif » » B.2-Puissance et énergie électriques
du programme de Troisième.
Ce sujet 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 quelle est l'implication des élèves dans la protection de l'environnement. Elle n'est donc pas évaluée.
Pré-requis
Les combustions Conditions demise en œuvre Durée nécessaire pour traiter l’ensemble des questions : une séance.
Matériel particulier : L'utilisation d'une calculatrice est conseillée.
Remarques [Thème : Développement Durable]
Texte à distribuer aux élèves
3
èmePC1
ÉNERGIE RÉCUPÉRABLE AVEC UN SAC D'EMBALLAGE
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 :
Question 1
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 2
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 :
Question 3
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 4
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 :
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 :
Question 6
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 7
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 ?
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
Question 7 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.
Question 7 ter
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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Correction. Fiche à destination des enseignants
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èmePC1
ÉNERGIE RÉCUPÉRABLE AVEC UN SAC D'EMBALLAGE
Question Réponse
Commentaires Barème
/10 pts Connaissances, capacités et compétences du socle évaluées
1 Le texte souligné sur la photographie mentionne une ampoule de "60 watts". Ce nombre est :
b. La puissance nominale de l'ampoule 1 pt Puissance nominale indiquée sur un appareil Le watt (W) est l’unité de puissance du Système International (SI)
2 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
Enoncé P = U.I
Calculer, à partir de sa puissance et de sa tension nominale, l’intensité efficace du courant qui traverse un appareil qui se comporte comme un dipôle ohmique
Mener à bien un calcul instrumenté Conduire un calcul littéral simple
Choisir l’opération qui convient au traitement de la situation étudiée
Présenter un résultat, une solution sous une forme appropriée
3 A quelle fraction de l’heure cette durée de 10 minutes correspond-elle ?
Justification
b. 1/6 heure 0,5 pt
1 pt
1h = 60min : programme du premier degré Maîtriser de manière automatisée les tables de multiplication pour effectuer un calcul réfléchi, un calcul posé portant sur des nombres de taille raisonnable
Effectuer des conversions d’unités relatives aux grandeurs étudiées
4 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
L’énergie électrique E transférée pendant une durée t à un appareil de puissance nominale P est donnée par la relation E = P.t
Calculer l'énergie électrique transférée à un appareil pendant une durée donnée et l'exprimer en joule (J) ainsi qu'en kilowatt-heures (kWh) Mener à bien un calcul instrumenté (calculatrice tableur)
Conduire un calcul littéral simple
Observer, recenser des informations extraire d’un document (papier ou numérique) des informations relatives à un thème de travail
Choisir l’opération qui convient au traitement de la situation étudiée
Présenter une observation, une situation, un résultat, une solution sous une forme appropriée
5 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 Reconnaître si deux grandeurs sont ou non
proportionnelles et, dans l’affirmative calculer une quatrième proportionnelle
Exprimer le résultat d’une mesure d’un calcul (unités, précision...)
Effectuer des conversions d’unités relatives aux grandeurs étudiées
6 Une combustion nécessite la présence d'un
réactif. Lequel ? c. Le dioxygène 1 pt Identifier lors de la transformation les réactifs
(avant transformation) et les produits (après transformation) (4ème)
7 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)
1pt
1pt
Observer, recenser des informations extraire d’un document (papier ou numérique) des informations relatives à un thème de travail
Connaître le caractère plus ou moins polluant de la source d’énergie
