Partie abordée. Centre d intérêt 1. Quel système de chauffage choisir pour chauffer un logement? Les énergies SEQUENCE N 2

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1 pour chauffer un logement? SEQUENCE N 2 Partie abordée Les énergies

2 CI1 : Séquence 2 Organisation : Classe Groupe Durée : 1H00 Type de démarche : Investigation Résolution de problème Nouvelles compétences disciplinaires visées I4-4 : Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l objet technique. Nouvelles compétences du socle commun visées Nouvelles compétences du B2I visées Pré-requis à vérifier lors de l évaluation diagnostique : Pré requis, compétences à réinvestir Ra15-6: indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l objet technique. Ra16-6: identifier les éléments de stockage, de distribution, et de transformation. Compétences réinvestis et à évaluer : I5-5 : repérer, sur un objet technique, les énergies d entrée et de sortie. I6-5 : repérer les transformations énergétiques. Notions abordées Chaîne d énergie, source d énergie, nature. Environnement (thème transversal). Evaluation Evaluation diagnostique lors de l introduction. Evaluation formative de I4-4 lors de l investigation. Evaluation bilan lors de la séquence d évaluation de ce centre d intérêt. Remarques pour améliorer la séquence

3 CI1 : Séquence 2 Déroulement : Introduction (situation déclenchante) : Phase collective. Le professeur commence par un rappel de la séquence précédente. Nous avons vu que pour répondre à une même fonction d usage, il existe toujours plusieurs solutions techniques et que chacune d elles correspond à un usage particulier (lieu, condition d utilisation, etc.) Il revient également sur le fait que pour décrire une solution technique, il faut décrire le principe de fonctionnement (par un texte et un dessin) ainsi que leurs avantages et inconvénients. Il demande aux élèves de redonner les différentes solutions techniques permettant de chauffer un logement vue à la séquence précédente. Le professeur présente alors au vidéo projecteur la fiche d investigation 1/3 qui sert de situation déclenchante et distribue un exemplaire de cette fiche par élève. Pour chaque solution proposée, il demande aux élèves d indiquer la source des énergies permettant de produire la chaleur. (gaz, pétrole, charbon, bois, électricité ) et la nature de ces énergies (renouvelable, fossile, nucléaire). Ce questionnement sert d évaluation diagnostique pour vérifier les pré-requis. Les réponses sont notées sur la fiche d investigation 1/3. Matériel : 2 convecteurs électrique à démonter 2 convecteurs soufflants à démonter Vidéo projecteur Fiches d investigation 1/3 et 3/3 vierges (à projeter au VP) 1 à 3 ordinateurs par groupe avec Internet (ou sites capturés) 1 fiche d investigation 1/3 à distribuer aux élèves. Appropriation du problème : Phase collective. Après avoir vérifier les pré-requis, le professeur demande aux élèves, si selon eux, une seule énergie est utilisée dans le fonctionnement des objets techniques présentés avant. Comment ça fonctionne? dans de fonctionnement de ces systèmes? Quelles sont les éléments qui transforment, distribue, stocke, l énergie? Voici autant de questions auxquelles les élèves auront à répondre au cours de l investigation. Formulation de conjectures, d hypothèses, de protocoles possibles : Phase individuelle Le professeur met en place un conflit sociocognitif en demandant l avis des élèves sur le fonctionnement des systèmes présentés par le professeur (convecteur et convecteur soufflant). Les élèves formulent des conjectures qu ils auront à vérifier lors de l investigation. Investigation : Activité en groupe (4 groupes de 5 à 6 élèves). Le professeur divise la classe en 4 groupes. Chaque groupe étudie un chauffage (convecteur ou convecteur soufflant) et recopie la fiche d investigation relative à l objet étudié depuis le site du professeur et les élèves la complètent. Synthèse de l investigation : Phase collective Chaque groupe vient présenter le résultat de sa recherche au tableau et complète la fiche d investigation vierge que le professeur projette au tableau. Le professeur pose les questions permettant éventuellement de compléter le travail de chaque groupe. Bilan de la séquence : Phase collective Le professeur conclut en attirant l attention des élèves sur le fait qu en fonction des solutions techniques choisis, la nature des énergies utilisées diffère et que l impact sur l environnement diffère également (exemple : pour produire électrique qui est une énergie non polluante, on utilise parfois une énergie fossile ou nucléaire qui elle est polluante). C est pourquoi il faut faire très attention aux différentes énergies utilisées pour faire fonctionner un objet technique et comment ces énergies sont produites si l on veut vraiment faire attention à l environnement (thème transversal : environnement). Le professeur répond aux dernières questions des élèves si nécessaires et peut donner d autres exemples de chaîne d énergie avec des objets présents dans la classe (perceuse, thermoplieuse, etc.).

4 Fiche d investigation 1/3 : Les énergies utilisées dans les systèmes de chauffages domestique. Objets techniques Source d énergie (électricité, fuel, gaz, bois, etc.) ature (, électrique, nucléaire.)

5 Fiche d investigation 2/3 : Etude de la chaîne d énergie d un convecteur électrique. Rappel du principe de fonctionnement : Représentation graphique de la chaîne d énergie : Énergie de départ :. en provenance :.. vers la résistance par. par.. à l air par Légende Stockage Transport Transformation Indiquez si les énergies utilisées dans l objet technique que vous venez d étudier sont polluante ou non (justifiez votre réponse) :...

6 Fiche d investigation 3/3 : Etude de la chaîne d énergie d un convecteur soufflant électrique. Rappel du principe de fonctionnement : Représentation graphique de la chaîne d énergie : Légende Stockage Transport Transformation Énergie de départ : par.. par... en provenance :. vers la résistance par.. par le mouvement d air créé par par.. Indiquez si les énergies utilisées dans l objet technique que vous venez d étudier sont polluante ou non (justifiez votre réponse) :..

7 Ce que vous devez savoir faire : I4-4 : Indiquer la nature des énergies utilisées pour le fonctionnement de l objet technique. 1. A savoir : Fiche synthèse : En fonction des solutions techniques choisis, la nature des énergies utilisées diffère et l impact sur l environnement diffère également (exemple : pour produire électrique qui est une énergie non polluante, on utilise parfois une énergie fossile ou nucléaire, qui elle est polluante). C est pourquoi il faut faire très attention aux différentes énergies utilisées pour faire fonctionner un objet technique et comment ces énergies sont produites si l on veut vraiment faire attention à l environnement. Source d énergie Electricité Mouvement (rotation, pendule, etc.) Lumière Vent Son Muscle de l homme ou de l animal Soleil Bois Chaleur Uranium, plutonium Pétrole (essence, fuel, etc.) Charbon Gaz ature Electrique Mécanique Lumineuse Eolienne Sonore Musculaire Solaire Biomasse Thermique Nucléaire Impact sur l environnement dû à son utilisation Dangereux pour l homme à partir de 100db Produit des déchets non recyclables et durable Réduction des ressources de la planète (non renouvelable). Réduction des ressources de la planète (non renouvelable) Réduction des ressources de la planète (non renouvelable)

8 Correction fiche d investigation 1/3 : Les énergies utilisées dans les systèmes de chauffages domestique. Objets techniques Source d énergie (électricité, fuel, gaz, bois, etc.) ature (, électrique, nucléaire.) Bois Renouvelable Electricité Electrique (nucléaire) Ethanol + + Fuel + + Gaz Pétrole

9 Correction fiche d investigation 2/3 : Etude de la chaîne d énergie d un convecteur électrique. Rappel du principe de fonctionnement : comme son nom l'indique, le convecteur utilise le mécanisme de convection c'est-à-dire qu'il chauffe l'air ambiant. L'air froid entre par la partie basse de l'appareil, monte en température au contact de la résistance et du radiateur puis ressort, chaud, à travers une grille frontale. Représentation graphique de la chaîne d énergie : Énergie de départ : électricité en provenance de : La prise secteur Transmission électrique vers la résistance par le fil d alimentation Transformation électrique thermique par la résistance Transmission thermique à l air par le radiateur. Légende Stockage Transport Transformation Indiquez si les énergies utilisées dans l objet technique que vous venez d étudier sont polluante ou non (justifiez votre réponse) : l utilisation du convecteur électrique ne produit aucune pollution mais la production de l électricité nécessaire à son fonctionnement peut produire des déchets très polluants si elle provient de centrale nucléaire. Pour que l ensemble soit complètement propre il faut que l électricité soit produite à partir des énergies propre et renouvelable (vent, soleil).

10 Correction fiche d investigation 3/3 : Etude de la chaîne d énergie d un convecteur soufflant électrique. Rappel du principe de fonctionnement : comme son nom l'indique, le convecteur soufflant utilise le mécanisme de convection c'est-à-dire qu'il chauffe l'air ambiant. L'air froid entre par la partie arrière de l'appareil, le ventilateur dirige l'air froid vers la résistance au contact de laquelle il monte en température. le ventilateur expulse ensuite cet air chaud dans la direction voulue et crée ainsi une sorte de courant d'air chaud. Représentation graphique de la chaîne d énergie : Légende Stockage Transport Transformation Transformation électrique Transformation mécanique mécanique éolienne Énergie de départ : Transport par le moteur par l hélice électricité électrique Transformation Transport en provenance : vers la résistance par prise secteur Les fils conducteurs électrique thermique par le mouvement thermique d air créé par par la résistance l hélice Indiquez si les énergies utilisées dans l objet technique que vous venez d étudier sont polluante ou non (justifiez votre réponse) : l utilisation du convecteur électrique ne produit aucune pollution mais la production de l électricité nécessaire à son fonctionnement peut produire des déchets très polluants si elle provient de centrale nucléaire. Pour que l ensemble soit complètement propre il faut que l électricité soit produite à partir des énergies propre et renouvelable (vent, soleil).