Rendement énergétique Rendement de divers appareils

, par  George Siles, Marco Sortino , popularité : 11%

« CEC Nicolas-Bouvier

Laboratoire de Sciences Naturelles »

But :
Déterminer quel est le meilleur moyen pour chauffer 3dl d’eau à 100°C.
Les moyens à disposition sont :

- A) Four à micro-ondes.
- B) Plaque électrique chauffante.
- C) Bonbonne de gaz (propane/butane)
- D) Bouilloire électrique

Appareil Mesures
Four à micro-ondes Puissance W
Plaque chauffante Energie Kwh -> Temps
Réchaud à gaz Masse de gaz brûlé gr
Bouilloire Energie

Réchaud à Gaz

550,45 g (bécher avec l’eau)

278,79 g (Réchaud à gaz avant d’avoir chauffé le bécher avec l’eau)

273,84 g (Réchaud à gaz après d’avoir chauffé le bécher avec l’eau)

Masse de gaz brûlé : 278,79 - 273,84= 4,95 g

Température de l’eau avant de l’avoir chauffée : 19 °

Température de l’eau après l’avoir chauffée : 60 °

Nous avons laissé chauffer l’eau dans un bêcher pendant un certain temps (que nous avons trouvé assez long) jusqu’à ce que la température de l’eau atteigne 60°.

Une fois que nous avons trouvé la masse de gaz brûlé (qui correspond à la quantité de combustible qui a été brûlée), nous devons faire une règle de trois qui nous permettra de trouver l’énergie fournie.

1 g -> 46’000 J

4,95 g -> x J

Efournie 4,95*46’000 = 227’000 J
Ereçue 0,55045 Kg*4180*41°(60 -19) = 94’336,12 J

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

Rendement94’336,12 J / 227’700 J *100
41,43 %

Four à micro-ondes

Bêcher contenant l’eau : 523,09 g

Température de l’eau avant de la mettre au four : 20 °

Température de l’eau après l’avoir mise au four : 35 °

Pour trouver l’énergie fournie, nous avons besoin de connaître la puissance du four (ici elle est égale à 1045 W), et comme nous avons chauffé l’eau pendant 40 secondes, nous faisons ce calcul :

E fournie = Puissance * Temps

Maintenant, nous devons trouver l’énergie reçue grâce à cette formule :

Efournie 1045W * 40s = 41’800 J
Ereçue 4180*0.552309kg*15° (35°-20°) = 32’797.14 J

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

Rendement32’797.14 J / 41’800 J *100
78.46 %

Plaque chauffante

Bêcher contenant l’eau : 523,03 g

Energie = 0.06 Kwh (à transformer plus tard en Joules )

On estime l’incertitude à 0.01 kwh

Température de l’eau avant de l’avoir chauffée : 25 °

Température de l’eau après l’avoir chauffée : 80 °

Pour transformer 0.06 Kwh en Joules, il faut faire une règle de trois :

1 Kwh -> 3’600’000 J

0.06 Kwh -> X J

Efournie 0.06 * 3’600’000 = 216’000 J
Ereçue 0,52303 Kg * 4180 * 55°(80 - 25) 120’244.60 J

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

Rendement120’244.60 J / 216’000 J *100
55.67 %

Bouilloire

Poids de la bouilloire sans eau = 570 g

Poids de la bouilloire avec de l’eau = 1’273,8 g

Durée qu’a mis l’eau pour bouillir = 2 min 23 (= 143 s)

Puissance de la bouilloire = 1975 W

Température de l’eau avant qu’elle bout : 25 °

Efournie 1975 W * 143 s = 282’425 J
Ereçue (1273.8g - 570g)[0.7038 kg]*4180*85°(100° - 25°)= 250’060.14 J

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

Rendement250’060.14 J / 282’425 J *100
88.54 %

LES OUTILS QUE NOUS AVONS UTLISÉ POUR RÉALISER CETTE EXPÉRIENCE :

Indicateur de puissance

Chronomètre = Sert à mesurer le temps que met l’eau à bouillir

Thermomètre = Il nous a permis de mesurer la température de chaque expérience.


« Conclusion »

Nous pouvons donc, conclure que le moyen le plus rapide pour bouillir l’eau à 100 ° est la bouilloire, et c’est aussi le moyen qui gaspille le moins d’énergie vu qu’il a le meilleur rendement !


“Travail fait par :”

George Siles & Marco Sortino