Objectifs de la séance
- Schématiser une chaîne énergétique
- Évaluer et mesurer des énergies consommées, transformées et stockées
- Réaliser un bilan énergétique
- Calculer un rendement
Chauffer de l'eau
Plusieurs modes de chauffage électriques permettent de chauffer de l'eau à la maison : une bouilloire, le four à micro onde, une casserole sur une plaque à induction etc.
Il est possible de calculer l'énergie stockée une masse d'eau lors de son chauffage d'une température initiale Ti à une température finale Tf . Pour cela on utilise une grandeur caractéristique de l'eau : sa capacité thermique massique notée ceau.
L'énergie thermique Q stockée vaut :
Q=m_{eau} \times c_{eau} \times (T_f-T_i)
Donnée : c_{eau}=4 180 J.kg^{-1}.K^{-1}
Manipulations
Questions
Analyse complémentaire
La bouilloire a une puissance électrique de 2,2 kW.
Si on chauffe 500g d'eau la température passe de 16°C à 58°C en 50s.
Avec une plaque à induction de 1600 W l'eau gagne 30°C pour la même durée de chauffage et 32,5°C si on met un couvercle.
Le four micro onde de puissance 1400 W permet une élévation de température de 15°C dans le même temps.