Déterminer le rendement énergétique (ou efficacité) d'une bouilloire

Thèmes abordés

Rendement énergétique, efficacité d'une bouilloire, énergie utile, énergie consommée, physique, température, joule, thermomètre

Résumé du document

L'énergie utile, dans le cas d'une bouilloire, est en fait la quantité d'énergie thermique que l'appareil va transférer à l'eau en la chauffant, c'est-à-dire la chaleur Q. Pour déterminer cette chaleur, nous allons mesurer et trouver toutes les variables nécessaires pour calculer la quantité d'énergie thermique gagnée par l'eau chauffée avec une formule

Extraits

[...] CRITÈRE B Définition du problème But : Déterminer le rendement énergétique (ou efficacité) d'une bouilloire, pour laquelle il n'y a pas d'indication sur l'efficacité puisqu'il s'agit d'un petit appareil électrique. Hypothèse : Je crois que pour trouver le rendement énergétique, nous allons utiliser la formule . Pour que la formule puisse être appliquée, nous allons devoir trouver l'énergie utile et l'énergie consommée . L'énergie utile, dans le cas d'une bouilloire, est en fait la quantité d'énergie thermique que l'appareil va transférer à l'eau en la chauffant, c'est-à-dire la chaleur Q. [...]

[...] Pour trouver l'énergie électrique nous allons utiliser la formule . Nous allons trouver la puissance P sur le dessous de la bouilloire puisqu'elle devrait être marquée sur sa fiche d'informations. Après, pour trouver le qui signifie le temps d'utilisation de l'appareil en secondes, nous allons chronométrer la durée du temps pendant lequel nous utilisons la bouilloire pour faire bouillir l'eau Après avoir trouvé ces deux variables, nous pouvons les utiliser dans la formule mentionnée précédemment et obtenir l'énergie électrique, qui est l'énergie consommée par l'appareil. [...]

[...] Verser et mesurer 100 mL d'eau du flacon laveur dans le cylindre gradué de 100 mL Calculer la masse de ces 100 mL d'eau avec la formule où on sait déjà la masse volumique de l'eau et le volume de l'eau Noter la masse de ces 100 mL d'eau dans le tableau des résultats pour calculer le Q Mesurer la température de l'eau du cylindre gradué avec un thermomètre. C'est la température initiale de l'eau Noter cette température initiale de l'eau dans le tableau des données pour calculer le Q Ouvrir le capot de la bouilloire et verser toute l'eau du cylindre gradué dans la bouilloire Fermer le capot de la bouilloire, brancher la bouilloire à une source de courant et la mettre en marche Chronométrer avec un chronomètre le temps que la bouilloire prend pour bouillir l'eau et attendre que l'eau bout Noter la durée du temps pendant lequel la bouilloire a été utilisée pour bouillir l'eau dans le tableau des données pour trouver l'énergie électrique Ouvrir le capot de la bouilloire et verser rapidement l'eau dans le verre de styromousse Fermer rapidement le verre de styromousse avec le couvercle de plastique pour empêcher que l'énergie thermique gagnée par l'eau soit transférée à l'air ambiant Mesurer la température de l'eau dans le verre de styromousse. [...]

[...] Pour déterminer cette chaleur, nous allons mesurer et trouver toutes les variables nécessaires pour calculer la quantité d'énergie thermique gagnée par l'eau chauffée avec la formule . Pour ce faire, nous allons avoir de l'eau à la température de la pièce dans un cylindre gradué que nous verserons dans une bouilloire qui va porter l'eau à ébullition. Donc, Q est la valeur que l'on cherche. La variable est la masse de l'eau que nous allons calculer avec la formule puisque nous savons la masse volumique de l'eau g/mL) et son volume que nous aurons mesuré dans le cylindre gradué. [...]

[...] Nous allons calculer aussi le avec la formule = Tf - Ti , car le est l'écart de température entre la température finale de l'eau après avoir été chauffée dans la bouilloire C puisqu'on la porte à ébullition) et la température initale de l'eau que nous aurions mesurée lorsque l'eau est dans le cylindre gradué au début du laboratoire avant d'être chauffée. Après avoir trouvé toutes ces variables, nous pouvons appliquer la formule et déterminer qui est l'énergie utile que l'on cherchait. L'énergie consommée est l'énergie électrique fournie à la bouilloire pour qu'elle puisse chauffer l'eau. [...]