Energie

Mesure du rendement de différents appareils
mercredi 14 mai 2008
par  Marvin Kohler, Sonia La Bella, Stéphanie Reboredo
popularité : 3%

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 %


Commentaires  forum ferme

Logo de Bernard Vuilleumier
jeudi 24 février 2011 à 17h45 - par  Bernard Vuilleumier

Bonjour,

Les auteurs de cet article ont utilisé la valeur habituellement retenue pour le pouvoir calorifique du propane. Ils ont obtenu la masse de propane par différence en pesant la bonbonne avant et après utilisation.

Meilleurs messages.

Logo de juntawflo
jeudi 24 février 2011 à 16h11 - par  juntawflo

bonjour
j’aimerai bien savoir d’où vous tirez cette information : 1g -> 46 000 J ?? vous avez calculé la chaleur de la réaction a l’aide d’énergie de liaison ? ( combustion du butane ) puis multipier par le nombre de mole ?
Car je me dis que l’énergie fournie pourrais être calculer à l’aide de la puissance ( 1,2kW ) et aussi aulieu de pesé la cartouche ( il doit y avoir un problem avec votre poids , car je ne vois null part que c’est la masse net que vous calculez ) il suffirait d’utiliser le debit de 90g/h pour trouver les g de butane utiliser ...

bien à vous