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Refroidissement au bain-marie

Objectifs

• Suivre et modéliser l’évolution de la température.

Doc. 2

Capteur de température

Le capteur LM35 renvoie une tension proportionnelle à la température comprise entre 0 V et 1,1 V, sur une gamme de température s’étendant de 0 °C à 110 °C.
Pour tracer une courbe avec le micro-contrôleur Arduino, il faut aller dans Outil et cliquer sur Traceur Série. Pour suivre l’évolution des mesures, cliquer en haut à droite sur Moniteur Série.

Doc. 3

Montage expérimental

Doc. 4

Programme Arduino

Téléchargez le programme arduino en cliquant ici.

✔ RAI/MOD : Utiliser avec rigueur le modèle de l’énergie

✔ REA : Effectuer des mesures avec des capteurs

✔ REA : Mettre en œuvre un protocole

1. Réaliser le montage électrique et téléverser le programme Arduino.


2. Remplir le bécher d’eau chaude, l’introduire dans un cristallisoir rempli de glaçons et placer le capteur de température au milieu du bécher.


3. En utilisant un tableur, relever la température $\theta$ au cours du temps $t$ et tracer la courbe représentative de $\ln \left(\frac{\theta }{{\theta }^{\circ }}\right)$ en fonction du temps. La grandeur ${\theta }^{\circ }$ est une constante égale à ${\theta }^{\circ }=1$ °C. Préciser le type de courbe obtenue.


4. Déterminer l’ordonnée à l’origine $b$ ainsi que le coefficient directeur $a$ en effectuant une modélisation de la courbe.


5. En déduire l’expression de $\theta (t)$ en fonction de $a,b,t$ et ${\theta }^{\circ }$.

Représenter l’évolution de $\theta (t)$ et déterminer la durée nécessaire pour atteindre 5 °C.