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La Physique-Chimie autrement

Histoire des sciences

Le matériel expérimental consiste en un cylindre rempli dans lequel tourne une roue à aubes. La roue à aubes est entrainée par la chute d’un poids. En tournant, les palettes de la roue « frottent » sur l’eau, ce qui élève la température de l’eau dans le cylindre. Joule parvient à mesurer cette élévation de température, bien qu’elle soit faible. Il en conclut que « pour chaque degré de chaleur dégagé par la friction sur l’eau, une puissance mécanique égale à celle qui peut soulever un poids de 16 livres à la hauteur d’un pied a été dépensée. »
Doc. 1
L’expérience de Joule.

Objet d'étude

Un bateau économe en énergie

Le Vendée Globe 2016 a vu arriver un concurrent innovant : Conrad Colman a décidé de rendre son bateau autonome en énergie et n’a pas embarqué de groupe électrogène à essence.
La grand voile de 100 % Natural Energy comporte 12 m2 de panneaux photovoltaïques de puissance théorique 1 kW. Sous l’eau, le module Ocean Volt et son hélice récupèrent l’énergie nécessaire pour 24 heures en à peine 10 minutes. Ce module de 48 kW peut aussi servir de moteur.

D’après J.-L. Goudet, futura-sciences.com, nov. 2016.
Doc. 2
100% Natural Energy : un bateau particulier.

La Physique au quotidien

Le matériel expérimental consiste en un cylindre rempli dans lequel tourne une roue à aubes. La roue à aubes est entrainée par la chute d’un poids. En tournant, les palettes de la roue « frottent » sur l’eau, ce qui élève la température de l’eau dans le cylindre. Joule parvient à mesurer cette élévation de température, bien qu’elle soit faible. Il en conclut que « pour chaque degré de chaleur dégagé par la friction sur l’eau, une puissance mécanique égale à celle qui peut soulever un poids de 16 livres à la hauteur d’un pied a été dépensée. »
Doc. 1
L’expérience de Joule.

Utiliser l’énergie du Soleil pour chauffer de l’eau !

▸ Étapes de la fabrication :
  • Matériel :
    - Deux bouteilles plastiques.
    - Du papier noir.
    - Du papier aluminium.
    - Du ruban adhésif.
    - Deux thermomètres (si possible).
    - Des ciseaux pointus.
    - Un jour de beau temps.
  • Découpe le goulot des bouteilles en plastique.
  • Entoure une demi-bouteille de papier noir et l’autre de papier aluminium.
  • Fixe le papier à la bouteille avec du ruban adhésif.
  • Place les deux thermomètres sous les demi-bouteilles, au soleil.
  • Attends 10 minutes et observe les températures mesurées.
▸ Une question à se poser :
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