Exemples : • L`énergie thermique (la chaleur) de l`élément chauffant

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la conduction, la convection et le rayonnement 1/6
Exemples :
 L'énergie thermique (la chaleur) de l'élément chauffant
d'une cuisinière est transférée au contenu d'une poêle
à frire.
 Une canette de boisson gazeuse froide posée
sur ton front lors d'une chaude journée te
rafraîchit parce que la chaleur de ta tête est
transférée à la boisson gazeuse.
L'énergie thermique est transférée de trois façons :
 par conduction;
 par convection;
 par rayonnement.
Le transfert d'énergie thermique : la conduction, la
convection et le rayonnement
Transfert d'énergie thermique : Mouvement d'énergie thermique
d'un objet chaud à un objet froid.

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La conduction
1. En groupe ou individuellement, étudie des exemples de transfert de chaleur par
conduction à la maison ou dans le milieu de travail.
Exemples :
 un fer à friser;
 un fer à marquer;
 les éléments d'une cuisinière électrique.
Dessine tes exemples et identifie-les.
Pour des conseils sur le dessin d'un diagramme scientifique, consulte la section
Traitement et présentation des données. Explique comment l'énergie de la chaleur
est conduite dans chaque exemple.
Le savais-tu? T'est-il déjà arrivé de toucher à la
poignée d'une poêle sur une
cuisinière et de la trouver chaude?
La poignée devient chaude parce
qu'elle absorbe, par conduction,
l'énergie de la chaleur du contenu
de la poêle.
Conduction : Transfert d'énergie thermique produit par le réchauffement et
la vibration des particules, ce qui cause un réchauffement et une vibration
des particules voisines. Le processus de réchauffement et de vibration se
poursuit le long de l'objet.

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La convection
B C
A D
A B
D C
D A
C B
C D
B A
B C
A D
2. Trouve des sources de chaleur qui chauffent les pièces à la maison, à l'école ou
dans des milieux de travail. Dessine les courants de convection de la source de
chaleur dans la pièce.
3. Dessine les courants de convection dans un four à convection et explique la
différence entre cette méthode de cuisson et les fours conventionnels.
4. Étudie les effets des courants de convection qui se forment dans le manteau de la
Terre, les océans ou d'autres endroits et présente l'information recueillie à tes
camarades.
Exemples :
 les geysers, comme Old Faithful dans le parc national de Yellowstone aux
États-Unis;
 l'activité volcanique;
 les courants océaniques et le changement climatique;
 les sources chaudes et d'autres phénomènes de l'Islande.
La masse d'air au
point A se
réchauffe.
A s'élève et D se
précipite pour
prendre la place
de A.
D s'élève et pousse
A de côté.
Résultat : A se
refroidit et tombe,
ce qui pousse B de
côté.
D se refroidit et
tombe, ce qui
pousse A de côté,
de retour à la
source de chaleur.
Le savais-tu? Les conditions météorologiques sont souvent
causées par la convection de masses d'air et
d'eau. Par exemple, les courants de convection dans
nos océans causent le changement climatique.
Convection : Transfert d'énergie thermique produit par une masse
d'air ou d'eau qui se réchauffe et s'élève, puis refroidit et tombe. Le
diagramme suivant illustre la convection de l'air dans un espace
fermé.

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5. Dessine et explique le mouvement des brises à proximité d'une grande étendue
d'eau.
Exemples :
 les brises de refroidissement qui vont de l'eau vers la terre pendant le jour;
 les brises de chaleur qui vont de la terre vers l'eau la nuit.
Le rayonnement
Exemples :
 Une flamme émet des vagues de chaleur par rayonnement, tout
comme le fait le Soleil.
 Le Soleil émet de grandes quantités de rayonnement, ce qui peut réchauffer notre
peau et même la brûler.
 L'énergie thermique du Soleil peut être utilisée pour combler des besoins
énergétiques, comme chauffer les maisons, faire cuire de la nourriture et produire de
l'énergie électrique à partir de cellules solaires.
6. Individuellement ou en groupe, énumère des façons
dont l'énergie thermique est rayonnée, p. ex. : un trottoir
ou du sable par une chaude journée d'été.
7. Étudie et explique comment les fours à micro-ondes
utilisent l'énergie de rayonnement pour cuire des
aliments.
8. Travaille avec une ou un camarade pour concevoir et créer une cuisinière solaire.
Avant de commencer, relis les sections Recherche scientifique et Sécurité en
sciences.
Le savais-tu? L'énergie de rayonnement libérée par le béton lors
d'une journée chaude donne l'impression que l'air
bouge au-dessus des autoroutes ou des trottoirs.
Rayonnement : Transfert d'énergie thermique produit par des
vagues ou des rayons.

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Objectif/question/problème
Concevoir et construire un modèle pour chauffer un liquide à l'aide de l'énergie solaire.
Hypothèse/prédiction
Matériel
petite boîte en carton
sacs de cuisson au four
papier d'aluminium
attaches torsadées
peinture noire non toxique
pinceau
ciseaux ou couteau universel
ruban à conduits
thermomètre
gants de cuisine
lunettes de soleil
casserole légère et peu profonde
(ou une boîte de soupe vide de 500 ml)
colle blanche
Marche à suivre
Diagramme/dessin
1. Avec une ou un camarade, fais un
dessin détaillé de la cuisinière solaire
que tu veux construire.
2. Fais approuver ton dessin par ton
enseignante ou ton enseignant.
3. Construis ta cuisinière (prototype).
4. Demande à ton enseignante ou ton
enseignant de te donner un contenant
et de l'information sur la quantité de
liquide à utiliser.
5. Installe ta cuisinière solaire et le
contenant de liquide dans un endroit
approprié.
6. Note la température et l'heure toutes
les cinq minutes.
Résultats : Écris tes résultats ci-dessous ou sur une feuille séparée. Montre tes résultats dans
un tableau ou un graphique.
Analyse : Compare tes résultats avec ta prédiction et les résultats de tes camarades. Écris une
conclusion.
Généralisation : Pose d'autres questions ou indique comment cette information se rapporte à
d'autres situations.