Chapitre 7
Activité 1 - Activité d'exploration
Refroidir ou réchauffer...
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Problématique de l'activité
Les changements d'état physique sont courants dans notre environnement. La compréhension de leurs mécanismes a permis la création d'objets utiles dans notre quotidien, notamment pour refroidir ou réchauffer.
Ces changements d'état physique libèrent-ils ou absorbent-ils de l'énergie ?
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Pourquoi le fait de transpirer refroidit mon corps ?
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Doc. 1 La bioclimatisation
Du fait du réchauffement climatique, la consommation d'énergie liée à la climatisation ne fait qu'augmenter, ce qui se répercute fortement sur l'environnement.
Des solutions plus écologiques existent : quand de l'air chaud arrive au contact de gouttelettes d'eau liquide, une évaporation se produit. L'air chaud se refroidit alors rapidement grâce notamment à l'évaporation.
On parle aussi de rafraîchissement par évaporation (RAE) ou de climatisation naturelle et écologique.
Des solutions plus écologiques existent : quand de l'air chaud arrive au contact de gouttelettes d'eau liquide, une évaporation se produit. L'air chaud se refroidit alors rapidement grâce notamment à l'évaporation.
On parle aussi de rafraîchissement par évaporation (RAE) ou de climatisation naturelle et écologique.
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Doc. 2 Les chaufferettes dans les gants de ski
Il existe dans le commerce des chaufferettes, sous forme de poche, qu'il est possible de placer dans des gants afin de se réchauffer les mains en hiver.
Le principe de ces chaufferettes est assez simple : la bouillotte remplie de liquide contient une pièce métallique que l'on « clique ». Cela déclenche la solidification du liquide et dégage de la chaleur. On peut alors en profiter pendant près de 20 minutes !
Le principe de ces chaufferettes est assez simple : la bouillotte remplie de liquide contient une pièce métallique que l'on « clique ». Cela déclenche la solidification du liquide et dégage de la chaleur. On peut alors en profiter pendant près de 20 minutes !
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Doc. 3 Pourquoi a-t-on froid quand on est mouillé ?
Quand l'eau s'évapore, elle passe de l'état liquide à l'état gazeux. Ce phénomène consomme de l'énergie sous forme de chaleur. Cette énergie est directement prise dans l'environnement proche. Lorsqu'on est mouillé, l'énergie provient de notre corps qui se refroidit alors.
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• Lors d'une transformation exothermique, l'énergie E du système diminue. Cette variation d'énergie \Delta E \lt 0 correspond à un transfert d'énergie vers l'extérieur.
• Lors d'une transformation endothermique, l'énergie du système E augmente. Cette variation \Delta E \gt 0 provient d'un transfert depuis le milieu extérieur.
• Lors d'une transformation endothermique, l'énergie du système E augmente. Cette variation \Delta E \gt 0 provient d'un transfert depuis le milieu extérieur.
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Observez le déclenchement d'une solidification .
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Questions
Compétence(s)
APP : Extraire l'information de différents documents
MOD : Modéliser une transformation physique
MOD : Modéliser une transformation physique
Compléter le tableau suivant :
| Doc. 1 | Doc. 2 | Doc. 3 | |
| Nom du système qui subit une transformation physique : | |||
| État physique initial du système / état physique final : | |||
| La transformation est-elle exothermique ou endothermique ? |
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Synthèse de l'activité
Soit \Delta E l'énergie transférée au système.
Pour les trois situations, écrire l'équation pour le changement d'état sous la forme :
Avec \Delta E \gt 0 si le système gagne de l'énergie ou \Delta E \lt 0 si le système en libère.
Pour les trois situations, écrire l'équation pour le changement d'état sous la forme :
- \text{espèce \: (état\ physique 1)} \overset{ \scriptsize{\Delta E\ \gt\ 0}}\longrightarrow \text{espèce \: (état\ physique 2)} \: ;
- \text{ou\ espèce \: (état\ physique 1)} \overset{ \scriptsize{\Delta E\ \lt \ 0}}\longrightarrow \text{espèce \: (état\ physique 2)}
Avec \Delta E \gt 0 si le système gagne de l'énergie ou \Delta E \lt 0 si le système en libère.