Chimie

Film : conduction thermique de l'eau

Film : conduction thermique de l'eau


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L'eau comme mauvais conducteur de chaleur

Table des matières

  • introduction
    • Mécanismes de transport de chaleur
    • Effet de la chaleur (étirement)
  • Conduction
    • Schéma général de calcul
    • Force motrice et équilibre
    • Équation de Fourier
  • Le flux de chaleur

45 minutes.

Préparation et révision

  • Notions de base requises
  • Unités d'apprentissage supplémentaires

À propos de l'unité d'apprentissage

Auteurs

  • Prof. Dr. Frank Roessner
  • Arne Kuhlmann
  • Edina Médra
  • Prof. Frank Rößner
  • Holger Schneider
  • Tobias Woehl

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Film : conduction thermique de l'eau - chimie et physique

Les expériences sont organisées selon le thème

Bubble Coin (extension)

Placer une pièce de monnaie sur une bouteille vide (refroidie) (humidifier l'ouverture de la bouteille) et appuyer sur la bouteille avec les deux mains (sécher). À la suite du chauffage, la pièce commence à bouillonner. Le film d'eau ferme hermétiquement l'ouverture.

Bilan d'air (expansion)

Accrochez un bâton de bambou à un fil. Accrochez un fil avec un sac en papier à chaque extrémité. Réchauffez un sac avec une bougie. L'équilibre est déséquilibré.
Source : Oberdorfer, p.89

Le ballon timide (expansion)

Matériel : deux bouteilles identiques en verre foncé, deux ballons, eau chaude
Rincez une des bouteilles avec de l'eau chaude. Dessinez un ballon sur chaque goulot de bouteille. Le ballon du flacon rincé disparaît dans le flacon.

Source : Oberdorfer, p.89 Melenk-Runge, p.130 (source de l'illustration)

Tubes de verre étalés (expansion, conduction thermique)

Si vous placez une bougie entre deux tubes de verre minces, ils vont s'étaler (mauvaise conduction thermique, seule expansion côté bougie).

Faire bouillir de l'eau et de la glace côte à côte (conduction thermique)

Il y a de l'eau dans un tube à essai et un morceau de glace au fond, qui est empêché de monter avec un morceau de fil. L'eau est chauffée sur le dessus.
En raison de la conduction thermique relativement mauvaise de l'eau, la glace reste intacte.

Caloduc (conduction thermique, chaleur d'évaporation)

Placer deux tiges de cuivre dans l'eau chaude. L'un est compact, l'autre est creux et rempli d'un liquide à bas point d'ébullition. Lorsque ce liquide s'évapore, le gaz monte vers le haut, s'y condense et redescend sous forme liquide. Puis ça recommence encore. Ce tuyau conduit mieux la chaleur que le cuivre.
Source : Bublath2-10

Pois d'automne (conduction thermique)

Placez des cuillères faites de différents matériaux verticalement dans un récipient, collez quelques petits pois aux extrémités avec un peu de beurre et versez de l'eau chaude dans le récipient. Les pois tombent à des moments très différents en raison de la conductivité thermique différente. Vous pouvez également le faire fondre avec de la cire.

Pas de trous de brûlure (conduction thermique)

Tendez un mouchoir en coton sur une pièce et touchez le tissu sur la pièce avec une cigarette allumée. En raison de la conductivité thermique de la pièce, le coton n'atteint pas la température nécessaire pour brûler.

Une casserole en papier (conduction thermique)

De l'eau tiède dans des gobelets en papier (ou des cônes en papier). Le papier ne brûlera pas, mais l'eau se réchauffera (car elle dissipe la chaleur). Idéalement, vous pouvez porter l'eau à ébullition.

Bougie sous l'eau (conduction thermique)

Une bougie est placée dans un verre à boire et allumée (alourdir la bougie avec un clou si nécessaire). Versez de l'eau jusqu'au bord de la bougie. La bougie continue de brûler en dessous du niveau de l'eau. Raison : La flamme mange un entonnoir car l'eau refroidit la couche externe de la bougie. (L'eau devient chaude, changez si nécessaire.)
Source : Oberdorfer, S.108, Gressmann, S.137

Le mouchoir brûlant (conduction thermique)

Tremper un mouchoir humide dans de l'alcool dénaturé, enflammer. Le tissu reste entier.
Source : Bublath1-23

La flamme repliable (conduction thermique)

a) Avec un treillis en cuivre (haute conductivité thermique) on peut comprimer la flamme.
b) Si vous allumez le gaz au-dessus du filet, la flamme restera au-dessus du filet (voir illustration). Si le filet devient trop chaud, la flamme pénètre vers le bas.

Variante : maintenez la spirale de cuivre au-dessus de la bougie. Cela sort. Gressmann, p.137

Montée d'une serviette en papier (flux thermique, flottabilité)

Une serviette très légère en papier de soie fin est enroulée dans un tube, tordue en haut, posée sur une assiette et éclairée par le dessus. La serviette brûle à l'exception d'un résidu qui monte.
L'ascenseur chaud crée un flux de chaleur ascendant.

Sources : Melenk-Runge, p.146 (source de l'illustration)

Faire bouillir de l'eau avec de la glace (point d'ébullition dépendant de la pression)

Chauffer l'eau dans le ballon. Lorsqu'il bout et que la vapeur d'eau a déplacé l'air, fermez le ballon. Laissez refroidir l'eau du flacon et versez de la glace ou de l'eau froide à l'extérieur du flacon. L'eau recommence à bouillir. Astuce : prendre un ballon à fond rond (risque d'implosion).

Marcher dans la glace (anomalie de l'eau, fonte)

Accrochez deux poids à une boucle de fil et suspendez-les sur un
Glaçons suspendus. La pression fait fondre la glace, de sorte que le fil
erre. Il gèle à nouveau au-dessus du fil.
Sources : Oberdorfer, p.102 Backe, Perelman2, p80 Moisl2, p.52,
Kratz3,1.21, Gressmann, p.155, Borucki, p.24

La main comme thermomètre (perception subjective de la chaleur)

Placez d'abord vos mains dans des récipients avec de l'eau chaude et froide, puis dans deux récipients avec de l'eau de même chaleur.
Source : Treitz, S.136, Zeier, S.110, Gressmann


La description Expériences sur la conduction thermique

Bienvenue dans cette vidéo expérimentale ! Je ne vous explique pas seulement les expériences, je les démontre également toutes. Il n'y a pas de triche. Au fur et à mesure que j'ai effectué les expériences, vous les verrez également. Tout d'abord, répétons très brièvement la conduction thermique. La plupart d'entre vous n'en auront probablement pas besoin du tout. Dans la première expérience, je vais vous montrer trois façons de chauffer un corps. La deuxième expérience examine l'influence de la température sur le transfert de chaleur dans le cas de la conduction thermique. Ensuite, nous examinons deux métaux et un non-métal. Nous déterminons s'il s'agit de bons ou de mauvais conducteurs de chaleur. L'expérience finale montre clairement comment nous devons évaluer la conductivité thermique de l'eau. Avant de vous montrer les résultats des expériences, je vais vous donner l'occasion de faire des hypothèses. Amusez-vous à regarder la vidéo!

Transcription Expériences sur la conduction thermique

Bonjour et un accueil chaleureux. Cette vidéo s'intitule "Expériences sur la conduction thermique". Vous connaissez déjà la conduction thermique. Ensuite, vous pouvez expliquer vous-même des expériences sur la conduction thermique. Nous y voilà. Vous souvenez-vous de la conduction thermique? Je me prépare un grand thé pour le petit-déjeuner. Oh, il fait encore chaud. La cuillère est censée faire en sorte que le thé refroidisse plus rapidement. En effet, la cuillère chauffe. L'endroit où la théière était également réchauffé. La conduction thermique est le transfert d'énergie thermique entre des objets en contact les uns avec les autres. Expérience 1 : Nous voulons enquêter sur ce jouet. L'expérience consiste à chauffer un corps. Nommez trois possibilités pour cela. Pensez-y. Avez-vous des idées? Je verse de l'eau chaude dans le bécher. Nous attendons environ cinq minutes. Le ballon chauffe. Un corps est chauffé par de l'eau chaude. Par quoi d'autre ? C'est aussi ainsi que le ballon se réchauffe. Après clair, par friction. Et une troisième option. Il est chauffé par la lumière du soleil. L'expérience 1 a réussi. Expérience 2: Il s'agit de refroidir. Le grand bécher est notre récipient de refroidissement. Il a une température de 17°C. Nous voulons l'utiliser pour refroidir l'eau chaude dans le petit bécher. A l'intérieur nous avons 53°C. Alors allons-y. La température interne est désormais de 40°C. Nous avons refroidi de 13°C. Et au bout de quatre minutes. Dans le récipient extérieur, nous avons à nouveau une température de 17 ° C. La température de la cuve interne est cette fois plus basse : 38°C. Les quantités d'eau sont les mêmes que dans la partie précédente de l'expérience. Nous voulons refroidir à nouveau de 13°C. C'est-à-dire à 25°C. De combien de minutes avons-nous besoin pour cela ? Avez-vous besoin a) de moins de temps, b) du même temps ou c) de plus de temps ? Pensez-y. 25°C ont été atteints. Nous avons besoin de six minutes. La réponse c) est correcte, plus. Nous avons découvert que les objets chauds se refroidissent plus rapidement que les objets froids en raison de la conduction thermique. L'expérience 2 a donc été réalisée avec succès. Expérience 3 : Il s'agit maintenant de conducteurs de chaleur. Nous voulons étudier la conductivité thermique d'un lingot de laiton. La bougie est à une extrémité de la barre. Au-dessus de la barre, j'ai mis trois morceaux de cire d'abeille. Que pensez-vous qu'il se passera si j'allume la bougie ? Nous y voilà. Le morceau sous la flamme de la bougie fond. Maintenant, le morceau suivant est en train de fondre. Et maintenant le troisième. Les temps de fusion sont : quatre minutes, six minutes et sept minutes. La barre plutôt forte a été réchauffée avec une bougie normale. Le lingot est fait de mesure, qui est un métal. Le laiton est un bon conducteur de chaleur. Et maintenant, les choses deviennent intéressantes. Non, il n'y a pas de sciage. J'ai mis la scie sur la bougie. A la même distance de la flamme de la bougie, j'ai mis de la cire d'abeille sur le métal et sur le bois. Et maintenant la question pour vous : quel morceau de cire d'abeille est le plus susceptible de fondre ? Sur le métal ou sur le bois ? Vous pouvez déjà y penser. Nous y voilà. L'avez-vous reconnu ? A) est correct. Après seulement quatre minutes. Maintenant, nous devons attendre encore un peu. La pièce entière a maintenant fondu sur le métal. Mais même après dix minutes, la cire d'abeille reste collée au bois. On peut voir que le laiton et l'acier, c'est-à-dire les métaux, sont de bons conducteurs de chaleur. Le bois, un non-métal, est un mauvais conducteur de chaleur. L'expérience 3 s'est terminée avec succès. Expérience 4 : Cette fois, il s'agit de la conductivité thermique de l'eau. Avez-vous des idées? Tâche : estimer la conductivité thermique de l'eau. est-il a) élevé ou b) faible ? Vous pouvez y penser pendant que je fais l'expérience. Il y a de l'eau dans le tube à essai. Je chauffe la partie supérieure et tiens celle du bas. Est-ce que tu le vois? Quel a été ton résultat ? À droite, b) bas. La conductivité thermique de l'eau est faible, c'est un mauvais conducteur de chaleur. Raison : Au bout de dix minutes, l'eau au sommet de l'éprouvette était chaude, elle bouillait. J'ai pu bien tenir la partie inférieure, ce n'était que la température ambiante. L'expérience 4 a également été couronnée de succès. C'était un autre film d'André Otto. Je vous remercie pour votre attention. Tous mes vœux. Au revoir.


Vidéo: La colère de leau -Film B. Thomazeau-Transfert VIDEO LEF.mov (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Anyon

    Est conforme

  2. Doum

    Mais reste! Mais reste! Je vais trouver une pensée. Ou je ferai mes devoirs pour demain... Un sur cinq, le huitième ne viendra pas



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