TP Bouilloire

Nom : ………………………………………
CI 5 : Caractériser les énergies
PROBLEMATIQUE :
Comment déterminer le rendement d’une bouilloire électrique ? et comment économiser de
l’énergie ?
Mise en situation :
Marie a invité Inès à boire le thé. Marie se rend compte qu’elle n’a pas fait chauffer assez d’eau à la
bouilloire. Elle décide donc de remettre de l’eau à chauffer dans la bouilloire. Inès lui dit que c’est
dommage, elle aurait fait des économies d’énergie en chauffant de suite 2 fois plus d’eau en une seule
fois que 2 petits volumes d’eau en 1 fois.
Marie trouve cette idée ridicule car à puissance constante, chauffer un volume d’eau 2 fois plus
important consomme 2 fois plus d’énergie car il faut 2 fois plus de temps à la bouilloire pour chauffer.
Qui a raison ?
TRAVAIL À EFFECTUER
1. Rappel
Sur chaque appareil électroménager, il y a une plaque signalétique. C'est une étiquette portant
toutes les indications concernant la fabrication de l'appareil. Elle se trouve souvent à l’arrière des
appareils, et donnes des informations sur la marque, le modèle, la norme… Mais également des
informations concernant le fonctionnement électrique de l’appareil
On y trouve :
- La tension nominale (du secteur)
- La fréquence d’utilisation
- La puissance nominale (P électrique reçue en
fonctionnement normale)
- Le fusible nécessaire à la protection.
Compléter le tableau :
Nom de la grandeur
Unité (en toutes lettres)
230 V
Tension
Volt
50 Hz
Fréquence
Hertz
2 600 W
Puissance
Watt
16 A
Intensité
Ampère

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2. Expérimentation
1) Sur la bouilloire du TP, Relever les caractéristiques électriques de la bouilloire :
P = 1900 W ; U = 240 V
2) Rappeler la température d’ébullition de l’eau : 100 °C
3) Réaliser les manipulations suivantes en complétant le tableau :
o Introduire 250 mL d’eau dans la bouilloire, introduire la sonde du thermomètre
et fermer le couvercle. Relever la température initiale Ɵi.
o Brancher la bouilloire sur le compteur d’énergie.
o Démarrer simultanément la bouilloire et le chronomètre.
o Relever la température et l’énergie consommée toutes les 15 secondes.
o Arrêter les mesures à 95°C de l’eau. Relever la durée nécessaire pour chauffer : t et la
température finale θf.
Attention à ne pas vous brûler avec l’eau bouillante !!!
4) Refaire la même expérience avec 500 mL d’eau.
Compléter le tableau :
Masse m d’eau (kg)
250 mL
500 mL
Température initiale θi (°C)
20.4
21
Température finale θf (°C)
96
96
Temps final t (s)
120
180
Energie électrique E consommée (J=Ws)
228 000
342 000
Energie électrique E consommée (Wh)
63
95
Quantité de chaleur Q reçue par
l’eau (J)
79 002
156 750
Rendement ƞ =
Q (J )
E (J)
0,35
0,46
Rappel : - 1L d’eau = 1kg
- Q = m.c.(Ɵf – Ɵi) où c=4180 J.kg-1.°C-1 (pour la c h a l e u r ma s s i q u e d e l’eau).
- E = P . t

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5) Tracer les courbes θ=f(t) et E=f(t) des 2 expériences précédentes :
6) Expliquer les courbes ci-dessus :
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7) Comparer E et Q. L’eau a-t-elle récupéré toute l’énergie qui lui a été fournie ? Expliciter.
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8) Si les valeurs trouvées pour E et Q sont différentes, calculer les pertes et faire une
proposition permettant d’expliquer cette différence.
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9) Qui de Inès ou Marie a raison ? Justifier la réponse.
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10) Culture générale, regarder la vidéo « Une bouilloire naturelle Nature ».
Θ (°C)
E (Wh)
t (s)