Séance : notion de transfert de chaleur

Journées de formation de mai 2010 – ACADEMIE DE TOULOUSE

Nouveaux programmes de technologie : Notion de transfert de chaleur Pascal CANCEILL

Séance : notion de transfert de chaleur« Cette séance est construite dans l’objectif de donner une culture scientifique et technologie à l’élève pour développer son esprit critique, sa capacité d’analyse et acquérir des concepts, en lui donnant des méthodes et des outils de réflexion, pour mieux comprendre le monde qui l’entoure et devenir un acteur responsable du monde futur »

Confort thermique -> Echanges d’énergie -> Développement durable


Nouveaux programmes de technologie : Titre de l’intervention Pascal CANCEILL

Liens avec le programme de technologie, P17

(Niveau 2 : Je sais m'exprimer en argumentant sur le sujet)

La séance dans les programmes


Nouveaux programmes de technologie : Notion de transfert de chaleur Pascal CANCEILL

Centre d’Intérêt > Les matériaux et leurs propriétés Connaissances <= la séquence« Propriétés des matériaux : propriétés intrinsèques

- aspects physiques et les propriétés thermiques Capacités <= les séancesPremière séance « notion de transfert de chaleur »

Mettre en place et interpréter un essai pour définir, de façon qualitative, une propriété donnée

Pédagogie : « faire réaliser des expériences pour découvrir les propriétés intrinsèques physiques et thermiques des matériaux »

(Utiliser un protocole de travail précis, pour découvrir les méthodes et usage du matériel)

Séance Finale -> Classer de manière qualitative plusieurs matériaux selon une propriété simple à respecter :

Pédagogie : « Concevoir et réaliser une expérience pour déterminer le meilleur isolant thermique » (selon une démarche d’investigation)

La séance dans la progression Séance préliminaire : « l’étude des sources d’énergie et des formes

d’énergie dans l’habitat.



Fiches de Ressources : L’objectif :

- Comprendre la notion de confort thermique et le bien-être de l’homme dans son habitat.

Pour cela on s’intéresse :- Aux critères du confort et

- Aux échanges thermiques c’est-à-dire :

- > Aux modes de transfert de la chaleur entre deux corps (séance 1) :-conduction, convection et rayonnement - conclusion à travers une paroi des différents modes de transfert de chaleur dans l’habitat de l’environnement intérieur /l’extérieur

Début séance : les fiches ressources



Fiches de Ressources:

Définition et vocabulaire + Un exemple avec schéma

- Energie- Conduction- Convection- Rayonnement

- Mesure de la température T°C

Fiches de Ressources:

Matériel :

- Utilisation du Thermomètre

Définition de la thermique :

La thermique est la science qui étudie : la production, l'utilisation de l'énergie thermique (ou calorifique).

On parle aussi de chaleur ou de froid et enfin des transferts de chaleur liés à trois phénomènes physiques différents que vous allez étudier.

Début séance : les fiches ressources

http://www.greluche.info/coloriage/Titi/Titi-se-fait-bronzer-au-soleil.gif



Séance 1 en groupe : notion de transfert de chaleurÀ l’aide de 4 expériences simultanées

Le transfert de chaleur La conduction La convection Le rayonnement

- On conduit quatre expériences simultanément avec quatre groupes d’élèves différents.- Chaque groupe écrit ses conclusions, - A la fin de la séance on mutualisera les travaux en effectuant un compte rendu oral par chacun des groupes sur les différentes expériences réalisées.

Séance : notion de transfert de chaleur



Manipulation en groupe

Conclusion du groupe







60 < Température de l’Eau Chaude < 70°C

Expérience N°2 « La conduction »

Plaque de

métal

Sonde température

Affichage température- Ambiante- Sonde sur

métal

Récipient d’eau chaude

Isolant contre le rayonnement

Isolant plaque/sol







Expérience N°3 « La convection »

Lampe à incandescencepour chauffer

Aquarium sur isolant

Températuresonde

Thermomètres de surface et de profondeur

Colorant bleu pour l’eau froide s’écoulant le long de la paroi froide

Plaque de glace




Exprience N°3 « La convection »

Eau chaude remontant le long de

la paroi chaude

Boucle ou cycle de convection de l’eau s’écoulant le long de la paroi froide16/17°C

Séance : notion de transfert de chaleurExpérience N°3 « La convection »






Séance 1 en groupe : « notion de transfert de chaleur »Avec 4 expériences simultanées

Le transfert de chaleur La conduction La convection Le rayonnement

- Pendant la séance chaque élève note le bilan écrit de son groupe- Présentation orale par chacun des groupes à la fin de la séance et- Complément par le professeur

- Séance 2 : synthèse de la séance 1 en classe entière sur une 1/2h : « notion de transfert de chaleur » des 4 expériences réalisées en groupes puis

- Préparation de la séance finale sur une 1/2h : Capacité « Classer de manière qualitative plusieurs matériaux selon une propriété simple … » - La problématique : quel est le meilleur isolant thermique ? - consigne : proposer une expérience à réaliser par groupe pour la prochaine séance en ½ gr (selon une démarche d’investigation)

Séance finale en groupe : « Quel est le meilleur isolant thermique ?»













Fin : notion de transfert de chaleur

Travaux complémentaires :

• Présentation de Brigitte Mabille sur le transfert de chaleur• Présentation de Jean Pierre Pontié : Capteur de température• Présentation de Michel Fontaine : le bioclimatisme• Site académique : comparaison d’isolant thermique

A vous de jouer !

Conclusions : Notion de transfert de chaleurReconnaissance des 3 modes de transfert de la chaleur,ils interviennent simultanément lors d’un échange de chaleur.

Documents

Séance : notion de transfert de chaleur