Il existe différents moyens pour chauffer de l'eau dans une habitation, parmi lesquels la bouilloire électrique et la plaque chauffante.
Document 1 : Matériel à disposition :
plaque chauffante
bécher
éprouvette graduée
thermomètre
chronomètre
bouilloire électrique
eau du robinet
Question⚓
Émettre une hypothèse répondant à la question posée dans le titre de l'activité.
Question⚓
Proposer un protocole expérimental pour valider cette hypothèse.
Solution⚓
A l'aide de l'éprouvette graduée, mesurer 1 volume d'eau.
A l'aide du chronomètre, mesurer la durée nécessaire pour porter ce volume d'eau de 30 à 80 °C dans la bouilloire.
Répéter la même expérience en faisant chauffer la même quantité d'eau dans un bécher placé sur la plaque chauffante.
Calculer l'énergie consommée dans chaque cas à l'aide de la relation E = P x t avec P en W et t en s.
Comparer les 2 valeurs. L'appareil qui aura consommé l'énergie la plus faible sera le plus économique.
A faire à la maison si vous avez été absent et que vous ne disposez pas des valeurs obtenues en classe, ou en entraînement
Question⚓
On fait bouillir 200 mL d'eau en 48 s dans la bouilloire de puissance 2000 W.
On fait bouillir 200 mL d'eau en 200 s sur la plaque chauffante de puissance 500 W.
Quelle est la méthode la plus économique ?
Solution⚓
Calcul de l'énergie consommée avec la bouilloire :
E = P x t avec E en J, P en W et t en s
E = 2 000 x 48 = 96 000 J
La bouilloire consomme 96 000 J.
Calcul de l'énergie consommée avec la plaque :
E = P x t avec E en J, P en W et t en s
E = 500 x 200 = 100 000 J
La plaque consomme 100 000 J.
Il semble plus économique de faire bouillir l'eau avec la bouilloire qu'avec la plaque. L'eau a besoin de la même énergie, mais avec la plaque il faut aussi faire chauffer le récipient...