- Mener une expérience en ne changeant qu’un seul paramètre.
- Relever des températures au cours du temps et tracer une courbe.
- Comparer des matériaux conducteurs et isolants.
Deux canettes, l’une noire et l’autre blanche, sont éclairées par la même lampe. Laquelle va chauffer le plus vite ? Écris ton hypothèse.
- La lampe devient très chaude : ne touche ni l’ampoule ni l’abat-jour, débranche-la à la fin.
- L’eau chaude utilisée ne dépasse pas 60 °C ; manipule les béchers chauds avec une pince ou un gant.
- Ne mets pas d’eau près des prises et des câbles.
- 2 canettes vides identiques (une peinte en noir mat, une en blanc), 2 thermomètres ou sondes, une lampe à incandescence ou halogène, une éprouvette de 250 mL
- 3 cuillères (métal, plastique, bois), un bécher d’eau chaude (≈ 60 °C), des noisettes de beurre
- 2 pots identiques, de l’eau chaude, une écharpe en laine ou du papier bulle, un chronomètre
- Verse 150 mL d’eau à température ambiante dans chaque canette, place un thermomètre dans chacune.
- Place la lampe à 20 cm des deux canettes, à égale distance.
- Relève les températures toutes les 2 minutes pendant 12 minutes.
| t (min) | θ canette noire (°C) | θ canette blanche (°C) |
|---|---|---|
| 0 | ||
| 2 | ||
| 4 | ||
| 6 | ||
| 8 | ||
| 10 | ||
| 12 |
Trace les deux courbes θ = f(t) sur le même graphique.
- Colle une petite noisette de beurre à 10 cm du bout de chaque cuillère.
- Plonge les trois cuillères en même temps dans l’eau chaude.
- Note le temps au bout duquel chaque noisette fond et glisse.
| Cuillère | Durée avant que le beurre glisse |
|---|---|
| métal | |
| plastique | |
| bois |
- Remplis les deux pots avec la même quantité d’eau chaude à la même température.
- Enveloppe un seul pot dans l’écharpe (ou le papier bulle).
- Relève la température des deux pots toutes les 5 minutes pendant 20 minutes.
| t (min) | pot nu (°C) | pot isolé (°C) |
|---|---|---|
| 0 | ||
| 5 | ||
| 10 | ||
| 15 | ||
| 20 |
- Ton hypothèse de départ est-elle validée ? Utilise tes courbes.
- Pourquoi faut-il placer la lampe à la même distance des deux canettes ?
- Classe les trois cuillères de la plus conductrice à la plus isolante.
- Pourquoi le pot isolé refroidit-il moins vite ? Quel(s) mode(s) de transfert l’écharpe limite-t-elle ?
Une surface sombre absorbe davantage le rayonnement et s’échauffe plus vite. Les métaux conduisent bien l’énergie thermique ; le bois et le plastique sont des isolants. Un isolant ralentit les transferts thermiques : l’eau du pot isolé refroidit moins vite.