Energie Mesure du rendement de différents appareils

, par  Marvin Kohler, Sonia La Bella, Stéphanie Reboredo , popularité : 2%

Déterminer quel est le meilleur moyen pour chauffer 3dl d’eau à 100°C

Laboratoire du 16 avril sur l’Énergie

Lors de ce laboratoire nous avons essayé de trouver quel est le moyen pour chauffer de l’eau.

Les moyens qui nous été mis à disposition sont :

AppareilsMesure
Plaque chauffante Énergie en kWh
Bouilloire Puissance en watt et temps en seconde
Four à micro-onde Puissance en watt et temps en seconde
Réchaud à gaz masse de gaz brulée en gramme

Pour pouvoir calculer l’énergie reçue, l’énergie fournie et le rendement les formules suivantes nous été mises à disposition :

E_{reçue}=c*m*différence de température

c=4*10^3

E_{fournie}=P*t

Rendement=\frac{E_{reçue}}{E_{fournie}}*100

1g -> 46’000 J

Maintenant que nous avons à disposition les formules nécessaires pour notre laboratoire nous pouvons donc commencer les expériences.

Le réchaud à gaz

Nous avons calculé le poids du bécher vide et une fois le bécher rempli d’environ 3 dl d’eau :

Bécher vide 236.87 g
Bécher rempli 537.37 g
Poids de l’eau 300.5 g

Puis, nous avons pesé la bonbonne de propane avant l’utilisation et après :

Avant utilisation 294.46 g
Après utilisation 286.17 g
Propane utilisé 8.29 g

Nous avons également pris la température de l’eau avant et après :

Avant 20 °C
Après 80 °C
différence de température 60 °C

Grâce à ces données, nous avons donc pu calculer l’énergie reçue, l’énergie fournie ainsi que le rendement :

E_{reçue} = 0.3 * 4.18^10 * 60 = 75’240 J

E_{fournie} = 8.29 * 46’000 = 381’340 J

rendement =(75’240 / 381’340)*100 = 19.73 %

La Bouilloire

Même chose pour la bouilloire, nous l’avons pesée vide et remplie d’environ un demi litre d’eau :

Bouilloire vide 563.74 g
Bouilloire remplie 989.5 g
Masse de l’eau 425.76 g

Nous avons pris sa température avant et après son utilisation :

Avant 18 °C
Après 107 °C
Différence de température 89 °C

Nous avons aussi chronométré pour savoir combien de temps il fallait a l’eau pour bouillir :

Temps en seconde 165

Et nous l’avons branché à un wattmètre pour évaluer la puissance

Puissance en watt 1’988

Grâce à ces données, nous avons donc pu calculer l’énergie reçue, l’énergie fournie ainsi que le rendement :

E_{reçue} = 0.425 * 4.18^10 * 89 = 158’108.5 J

E_{fournie} = 1’988 * 165 = 328’020

rendement =(158’108.5 / 328’020)*100 = 48.20 %

La plaque chauffante

Comme pour le réchaud à gaz, nous pesons le bécher vide et le bécher rempli d’environ 3dl d’eau :

Bécher vide 235.57 g
Bécher rempli 488.34 g
Masse de l’eau 252.77 g

Nous avons pris sa température avant et après :

avant 20 °C
après 70 °C
différence de température 50 °C

Puis nous avons branché notre plaque chauffante à un appareil pour mesurer l’énergie transformée

Énergie en kWh 0.13

Ensuite nous avons calculé :

E_{reçue} = 0.252 * 4.18^10 * 50 = 52’668 J

E_{fournie} = 0.13 * 3’600’000 = 468’000 J

rendement =(52’668 / 468’000)*100 = 11.25 %

Four micro-ondes

Pour le four à micro-ondes nous avons pesé le bécher vide et rempli :

Bécher vide 240.60 g
Bécher rempli 513.57 g
Masse de l’eau 272.97 g

Une fois l’eau pesée nous l’avons chauffée dans le four :

Temps en seconde 40

Nous avons pris la température de l’eau avant et après :

avant 20 °C
après 34 °C
différence de température 14 °C

Nous avons branché le four à un wattmètre qui nous a indiqué sa puissance de 1042 W.

E_{reçue} = 0.272 * 4.18^10 * 14 = 15’917.44 J

E_{fournie} = 1042 * 40 = 41’680 J

rendement =(15’917.44 / 41’680)*100 = 38.19 %