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INGENIERIE & DEVELOPPEMENT DURABLE THEME 03 Formes, transformations et stockage

INGENIERIE & DEVELOPPEMENT DURABLE THEME 03 Formes, transformations et stockage de l’énergie Thierry BOUCHER NOM :………………………… PRENOM :…………………….. Les activités proposées ici comportent un tableau croisé des formes d’énergie dans lequel il faut nommer des transformateurs d’énergie (d’une forme dans l’autre). Certaines cases de ce tableau ne sont pas faciles à remplir. Il y a un exercice qui concerne la faculté de stockage des 5 formes d’énergie habituellement reconnues. Il s’agit de trouver quels sont les supports matériels qui permettent le stockage. Situations-problèmes Energie solaire - cellulesphotovoltaïques Formes, transformations - histoire à raconter, tableau ouarbre L'énergie dans un tableau ou un arbrelogique Stockage ou non del'énergie QCM Énergie Activités Ces activités vont vous aider à conceptualiser l'énergie au travers des diverses formes qu'elle revêt et des transformations qu'elle subit dans les phénomènes naturels et techniques. Les formes d'énergie envisagées sont de nature mécanique, chimique, électrique, rayonnée et thermique. La manière dont ces formes d'énergie peut être ou non stockée est également présente dans ces activités. Nom : Formes, transformations et stockage de l’énergie STI2D-I2D Prénom : Formes, transformations et stockage de l’énergie « Analyser l’organisation fonctionnelle et structurelle d’un produit » 2x1h30 Transformations et stockage de l’énergie – Tableaux à compléter D’ ab or d :l’ én er gi e es t so us fo r m e … Ensuite : l’énergie est sous forme… Mécanique Chimique Électrique Rayonnée Thermique Mé can iqu e Levier Palan Pédalier de bicyclette Dynamo Alternateur Centrale hydroélectrique Etoile filante Effondrement gravitationnel au cœur d’une étoile Chi mi que Éle ctri que Ra yon née Note sur l’énergie nucléaire : L’énergie nucléaire, est stockée au cœur de la matière dans les noyaux des atomes. Cette énergie est libérée lors des désintégrations de ces noyaux. Elle apparaît sous forme de rayonnements de diverses natures et de chaleur. Ces rayonnements et cette chaleur, libérés brusquement, peuvent donner lieu à une explosion ; libérés de façon contrôlée, ils permettent le fonctionnement des centrales nucléaires. Les transformations de l’énergie - Problème Complète les cases selon le modèle donné à la ligne N° 1 Les transformations de l’énergie La consigne était : « Complète les cases selon le modèle donné à la ligne N° 1 » Réponses Th er mi que L’énergie se stocke sous forme… Mécanique Chimique Électrique Rayonnée Thermique N° L’énergie entre sous forme… Objet, appareil, installation ou être vivant (Transformateur d’énergie) L’énergie sort sous forme… 1 • Chimique (nourriture) • Mécanique (mouvements) • Thermique (chaleur perdue) • Rayonnée (La luciole émet de la lumière) Luciole 2 3 4 5 6 7 8 9 Une petite expérience sur le thème Approche de l’Énergie Situations-problèmes Consigne : Matériel à disposition - Set de cellulesphotovoltaïques ou d’un panneau photovoltaïque du laboratoire - Moteur électrique avec unehélice un petit ventilateur - Cordons deraccordements - Lampe assez puissante pour être substituée au soleilmanquant 1. Cacher une plus ou moins grande partie du capteur solaire, approche et éloignela lampe, oriente le capteur de manière à ce que la lumière arrive plus ou moins obliquement dessus ! Quand est-ce que le ventilateur tourne le plus vite ? 2. Si on expose le capteur photovoltaïque au soleil, on peut dire qu'on utilise une énergie de type renouvelable. Et si on l'expose à la lumière d'une ampoule électrique ? 3. Quelle observation faites-vous ? 4. Classer des images évoquant l'énergie dans un tableau ou un arbre logique en fonction de critère se rapportant àl'énergie et raconter une histoire parlantd'énergie. Ici, on peut transformer l'énergie qui nous vient du Soleil (ou d'une ampoule) en mouvement de l'air grâce au capteur à cellules photovoltaïques et au moteur électrique muni d'une l'hélice (Petit ventilateur de PC par exemple). Rappel sur la Chaîne énergétique : Les maillons d’une chaîne énergétique peuvent être des objets (y compris le Soleil), des êtres vivants, des machines, des appareils, des installations industrielles, etc. Le premier maillon d'une chaîne est considéré comme le producteur d'énergie et le dernier maillon est le récepteur final. L'énergie s'écoule donc du premier au dernier maillon, mais généralement seule une partie infime de l'énergie sortant du premier maillon entre dans le dernier. Il y a en effet des bifurcations et des fuites le long de la chaîne. De plus la chaîne ne représente souvent qu'une partie de ce qui se passe. Par exemple, d'autres énergies que celles qui sont prises en considération entrent dans les maillons envisagés. 5. Disposer des images selon qu'elles évoquent les maillons de la chaîne d’énergie. Faites ce travail en vous aidant par exemple d’un tableau, de xmind, ou tout autre moyen. Expliquer à votre professeur votre démarche. Stockage d'énergie : Les maillons d'une chaîne énergétique peuvent être des objets (y compris le Soleil), des êtres vivants, des machines, des appareils, des installations industrielles, etc. Certains de ces maillons sont des accumulateurs d'énergie (combustible, eau d'un lac de barrage, soleil, … D'autres maillons sont des simples transmetteurs ou transformateurs d'énergie (compteur électrique, dispositifs de transport d'agents énergétiques, …). Pour beaucoup de maillons, la discussion peut avoir lieu : Une ampoule électrique, en principe, ne fait que transformer de l'énergie électrique en chaleur et lumière rayonnées, mais comme elle devient chaude, on peut considérer qu'elle stocke une certaine quantité d'énergie. De même pour un fer à repasser qui demeure chaud un certain temps après son utilisation. 6. Disposer des images selon qu'elles évoquent de l'énergie stockée, non stockée ou momentanément stockée.Faites ce travail en vous aidant par exemple d’un tableau, de xmind, ou tout autre moyen. Expliquer à votre professeur votre démarche. Questionnaire à choix multiple de réponses (QCM) Pour chaque question, cocher toutes les réponses qui vous semblent correctes Vous pouvez ajouter des réponses qui vous conviennent mieux sur les lignes blanches Il existe une certaine forme X d'énergie particulière : Toute énergie, quel que soit sa forme, peut se transformer à 100%dans cette forme X. Selon moi, la forme X est ... ○ Chimique ○ Mécanique ○ Electrique ○ Thermique ○ D'après moi l'énergie produite par l'essence qui est brûlée dans le moteur est utilisée... ○ Seulement pour faire avancer la voiture ○ Pour faire avancer la voiture et, si nécessaire, pour chauffer l'habitacle ○ Pour faire avancer la voiture et, si nécessaire, pour éclairer la route ○Pour freiner la voiture à tous les arrêts ○ Il me semble que l'énergie produite par l'essence... ○ A servi seulement pour une petite part à faire avancer la voiture, l'autre part ayant produit de la chaleur ○ A servi à peu près à parts égales à faire avancer la voiture et à produire de la chaleur ○ A finalement complètement été diluée dans l'environnement, après le trajet, lorsque le moteur est devenu froid ○ 3.Une voiture part de Péronne et s'arrête à Amiens. Elle brûle 1,5 litres d'essence. 2. Une voiture part de Péronne et s'arrête à Amiens. Elle brûle 1,5 litres d'essence. 1.L'énergie existe sous différentes formes : électrique, thermique, chimique, mécanique, rayonnement. L'énergie se transforme. Par exemple, dans une pile électrique, de l'énergie chimique se transforme en énergie électrique. En général, lorsque de l'énergie change de forme, il y a des "pertes" : Une partie de l'énergie n'est pas transformée dans la nouvelle forme. uploads/s3/ tp-formes-tranformation-stockage-de-lenergie-eleve.pdf