Fabrication d un four solaire Démarche technologique : de l objet à l objet. Classes : Marie-Anne Bouju CE2-CM1 Elsa Morisi CE2 Juin 2008

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1 Fabrication d un four solaire Démarche technologique : de l objet à l objet Classes : Marie-Anne Bouju CE2-CM1 Elsa Morisi CE2 Juin ) Observation du four solaire Classe de Elsa Morisi Questionnement sur l objet Nous vous présentons un objet : qu est-ce que c est? - pour mettre des fleurs - pour chauffer Pourquoi pour chauffer? - Y a de l alu - Le soleil va se refléter - Ça va faire cuire C est quoi comme objet? - un micro-onde Pourquoi y a-t-il une boîte noire et un fond noir? - parce que le noir attire la chaleur - on n a pas besoin de gaz et d électricité, ça peut aider la planète On va travailler sur l énergie solaire. Qu est-ce qu on appelle énergie solaire? - c est l énergie du soleil qui réchauffe A quoi on peut l utiliser? - à faire de l électricité On revient sur notre objet. Qui pense avoir trouvé l identité de notre objet? - pour chauffer des aliments, après on met dans une assiette, après on relave. - Un micro-onde - Un four recyclé Oui c est un four. Avec quelle énergie il fonctionne? - un four solaire Comment ça peut bien fonctionner? - il faut du soleil - on met l aliment dans la boîte de conserve Pourquoi y a-t-il des crans? - pour pas que ça brûle quand on ouvre De quoi est recouverte la porte? - si le soleil bouge, on n a pas besoin de bouger le four - le soleil va taper sur la porte en aluminium, après ça tape sur la boîte de conserve Pourquoi y a-t-il des petits crans? - quand la terre tourne, on baisse un peu plus pour que le soleil tape sur le papier d aluminium - c est comme un miroir. Le soleil reflète sur le papier alu et ça va sur la boîte de conserve. Individuel écrit Le four solaire I. Son utilité Le four solaire sert à faire cuire des aliments grâce à l énergie du soleil. Le four solaire protège l environnement car il ne consomme pas de gaz ni d électricité. II. Schéma du four solaire

2 2) Pourquoi a-t-on fait le four comme ça? Classe de Marie-Anne Bouju Présentation du modèle à la classe Voici un modèle de four solaire. Avant de le fabriquer, il faut que vous sachiez pourquoi il est fait comme ça. Observez bien et réfléchissez aux questions qu on peut se poser. On fera des expériences après pour comprendre. Je vais écrire vos questions sur une affiche. - pourquoi il y a un film transparent sur la boîte de conserve? - pourquoi il y a de l aluminium? - pourquoi il y a du papier noir? - pourquoi c est une boîte de conserve? - pourquoi on peut régler l inclinaison? - pourquoi on a fait une petite surface en triangle? - pourquoi on n a pas peint derrière? Hypothèses en groupes On va garder les 6 groupes du travail sur l énergie. Chaque groupe va réfléchir à une expérience qu on pourrait faire pour répondre à ces questions. Vous allez remplir chacun une fiche d expérience. Présentation des hypothèses à la classe Groupe 1 : pourquoi y a-t-il de l aluminium? l aluminium sert à renvoyer la lumière vers la boîte de conserve Expérience avec aluminium, film plastique. Groupe 2 : pourquoi peut-on régler l inclinaison? pour orienter le soleil vers la boîte de conserve Expérience avec soleil, boîte de conserve : lequel chauffe le plus? sur la boîte, sur le noir, à côté Groupe 3 : pourquoi y a-t-il du papier noir? pourquoi on n a pas peint derrière? sert à attirer la chaleur Expérience avec soleil, feuilles de couleur blanc, noir, jaune, rouge, bleu, vert. Comment savoir quelle couleur chauffe le plus?on met un glaçon sur chaque feuille, dans un gobelet transparent, on verra lequel fond le plus vite. Groupe 4 : pourquoi c est une boîte de conserve? ça réchauffe plus vite qu autre chose Expérience avec boîte carrée, boîte de conserve, gobelet, glaçons, soleil Groupe 5 : pourquoi y a-t-il un film transparent sur la boîte de conserve? sert à garder la nourriture au chaud ; mais avant de la garder au chaud? sert à faire chauffer plus vite ; Expérience avec d autres couvercles : carton, aluminium, papier noir, sans rien, livre, sac plastique, plastique solide Groupe 6 : pourquoi a-t-on fait une petite surface en triangle? si le carton est carré ou si le carton est plat, il y aura trop d air, ça fondra moins Expérience avec du soleil, un carton, une feuille noire

3 3) Réalisation des expériences Rappel des expériences et distribution du matériel nécessaire Classe de Marie-Anne Bouju Expériences en groupe Chaque groupe réalise son expérience. Comptes-rendus des expériences à la classe Groupe 1 : pourquoi y a-t-il de l aluminium? le glaçon a fondu plus vite sur l aluminium que sur le film plastique : l aluminium a mieux renvoyé la lumière Groupe 2 : pourquoi peut-on régler l inclinaison? on ne peut pas dire car on n avait pas assez de boîtes de conserve. Groupe 3 : pourquoi y a-t-il du papier noir? pourquoi on n a pas peint derrière? il y avait 7 couleurs différentes de papier et 7 gobelets avec un glaçon : d abord le vert, le jaune puis le noir. Le blanc et le rose ont moins fondu. Groupe 4 : pourquoi c est une boîte de conserve? le glaçon dans le verre a fondu plus vite, mais les élèves ont touché les glaçons pendant l expérience Groupe 5 : pourquoi y a-t-il un film transparent sur la boîte de conserve? couvercle avec film transparent : c est le glaçon qui a fondu le plus vite Groupe 6 : pourquoi a-t-on fait une petite surface en triangle? on a oublié le glaçon témoin, alors on ne sait pas vraiment. On a pris une boîte de conserve, une feuille noire en triangle, et un glaçon dedans. Bilan sur les fiches d expérience Vous allez remplir : - la partie 4 : les résultats - la partie 5 : la conclusion : réponse à la question : oui, mon hypothèse est juste, ou je ne peux pas dire car j ai oublié de faire quelque chose, ou j ai oublié le glaçon témoin. Conclusion avec les élèves Pour faire une expérience sur le four solaire : - on ne construit pas un four complet pour chaque expérience, mais on étudie un seul élément (un facteur) - il faut prévoir assez de matériel pour pouvoir comparer les résultats - il ne faut pas oublier le glaçon témoin - il ne faut pas toucher les glaçons ou le matériel pendant l expérience car ça fausse les résultats

4 4) Expérience sur la couleur Classe de Elsa Morisi Pour tester le facteur couleur noire, on va faire des expériences avec des papiers d autres couleurs, et on verra quelle est la couleur qui fait chauffer le plus. Individuel écrit On va remplir la fiche d expérience. Quelle est la question que l on se pose? Est-ce que la couleur noire attire plus la chaleur que les autres couleurs? Votre hypothèse : vous écrivez votre hypothèse, vous répondez à la question, à votre avis, oui ou non. Matériel : 1 ère expérience : des pots remplis d eau et entourés de papier de couleur (jaune, vert, rose, bleu, rouge, blanc, noir), 1 thermomètre dans chaque pot. 2 ème expérience : des feuilles de papier de couleur (jaune, vert, rose, bleu, rouge, blanc, noir), 1 thermomètre dans chaque pochette. Protocole : il faut mettre les pots et les pochettes au soleil pour que cela fonctionne. Puis il faut mettre les thermomètres dans les pots et les pochettes, et prendre la température toutes les 5 minutes. Réalisation des expériences par 2 Chaque groupe prépare son matériel (1 pot ou 1 pochette d une couleur pour 2). Rappel de la lecture des graduations du thermomètre. Prendre le cahier de brouillon pour relever la température. On n oublie pas non plus le thermomètre témoin. Au cours de l expérience, faire attention à ne pas faire d ombre au matériel.

5 Mise en commun des résultats Chaque groupe annonce ses résultats qui sont notés au tableau Il manque des températures car certains groupes ne les ont pas notées. La température de 19 C semble être une erreur de lecture du thermomètre. Interprétation des résultats Que pouvez-vous dire des résultats? Pourquoi les températures de début, aussi bien pour les pochettes que pour les pots, sont différentes alors que les thermomètres étaient tous au même endroit avant qu on vous les distribue? - peut-être que les élèves ont fait monter la température avec leurs mains. Par rapport à notre question, est-ce qu on peut avoir une réponse? Pour les pochettes, quelle est la température la plus élevée? - c est le noir, 40 C Et ensuite? on va les classer dans l ordre. Quelle est la couleur qui chauffe le moins? - le rouge, 29 C Et pour les pots, quelle est la température la plus élevée? - le noir aussi, 26 C, avec le vert. Et la moins élevée? - le rouge, 21 C Fiche d expérience On peut maintenant remplir la fiche d expérience avec nos résultats. Résultats : La température de la pochette noire est la plus élevée (40 C). La température de l eau dans le pot noir est la plus élevée à égalité avec le vert (26 C). Conclusion : D après nos expériences et le relevé des températures, c est la couleur noire qui attire le plus la chaleur.

6 5) Construction du four solaire Consignes générales - Vous allez construire un four solaire par groupe : vous vous mettrez d accord pour savoir qui va peindre, qui va couper, qui va coller - Vous aurez une caisse et un couvercle par groupe : attention à ne pas se tromper car on n a pas d autre matériel. - Vous aurez le droit d aller regarder le four solaire pour voir comment il est fait. Conseil : Le triangle et la bande sont découpés dans le couvercle, à la même hauteur. Le triangle doit être bien plié en deux. Distribution du matériel : 1 boîte (ramettes de feuilles A4) et 1 couvercle par groupe Classe de Marie-Anne Bouju Construction des fours en groupe : en 1h30 découper mesurer comparer peindre en noir réaliser la boîte noire encoller pour l aluminium fixer le pique-olives placer le film transparent sur la boîte de conserve les fours terminés 6) Essai des fours solaires Classe de Marie-Anne Bouju Faire cuire des lentilles