Séance : notion de transfert de chaleur

1. 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

2. La séance dans les programmes Liens avec le programme de technologie, P17 • (Niveau 2 : Je sais m'exprimer en argumentant sur le sujet)

3. Centre d’Intérêt > Les matériaux et leurs propriétés La séance dans la progression • Séance préliminaire : « l’étude des sources d’énergie et des formes d’énergie dans l’habitat. • Connaissances <=la séquence • « Propriétés des matériaux : propriétés intrinsèques • - aspects physiques et les propriétés thermiques • Capacités <=les séances • Première 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)

4. Début séance : les fiches ressources • 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

5. Début séance : les fiches ressources 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. • 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

6. Séance : notion de transfert de chaleur Séance 1 en groupe : notion de transfert de chaleur À 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.

7. Séance : notion de transfert de chaleur Manipulation en groupe Conclusion du groupe

8. Séance : notion de transfert de chaleur

9. Séance : notion de transfert de chaleur Expérience N°2 « La conduction » Plaque de métal Sonde température 60 < Température de l’Eau Chaude < 70°C Isolant plaque/sol • Affichage température • Ambiante • - Sonde sur métal Récipient d’eau chaude Isolant contre le rayonnement

10. Séance : notion de transfert de chaleur

11. Séance : notion de transfert de chaleur Expérience N°3 « La convection » Thermomètres de surface et de profondeur Plaque de glace Lampe à incandescence pour chauffer Colorant bleu pour l’eau froide s’écoulant le long de la paroi froide Température sonde Aquarium sur isolant

12. Séance : notion de transfert de chaleur Expérience N°3 « La convection » 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 froide 16/17°C

13. Séance : notion de transfert de chaleur

14. Séance : notion de transfert de chaleur 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 bilanécrit de son groupe • - Présentation orale par chacun des groupes à la fin de la séance et • - Complément par le professeur - Séance 2 : synthèse de laséance 1 en classe entière sur une 1/2h : « notion de transfert de chaleur » des 4 expériences réalisées en groupes puis • - Préparation de la séance finalesur 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 ?»

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17. Séance : notion de transfert de chaleur

18. Fin : notion de transfert de chaleur Conclusions : Notion de transfert de chaleur Reconnaissance des 3 modes de transfert de la chaleur, ils interviennent simultanément lors d’un échange 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 !