En absorbant la lumière, la matière reçoit de l’énergie

[mades]

Bonjour,

dans le programme de 4° dans la partie optique il est exigé des élèves de savoir extraire d’un document (papier ou numérique) les informations relatives aux transferts énergétiques. Quelqu'un parmi vous disposerait-il d'un document traitant de cette partie ?

Merci de votre aide et à bientôt,

[mades]

Je n'ai pas eu beaucoup de réponse à ma question. J'ai quand même trouvé une idée pour cette partie du programme.

J'ai trouvé une petite vidéo dont voici l'URL :
http://www.cea.fr/layout/set/print/vide ... chaleur_se

Je commence ainsi le paragraphe par cette question :

III) Pourquoi la terre se réchauffe plus vite que l’eau ?

Après avoir regardé la vidéo, comment expliques tu que la température de l’eau soit plus faible que la température du sol ?

Réponse : Le noir absorbe toute la lumière reçue ; l'énergie solaire est convertie en énergie thermique.

Le blanc diffuse, renvoie toute la lumière reçue.



Il fait plus chaud dans une voiture peinte en noir que dans une voiture peinte en blanc, après des durées d’exposition au soleil identiques :


A retenir :
En absorbant la lumière, la matière reçoit de l’énergie. Elle s'échauffe et transfère une partie de l'énergie reçue à l'extérieur sous forme de chaleur.

bien sûr, je pourrais faire faire cette expérience par les élèves : mettre de l'eau dans deux bocaux dont l'un est peint en noir, les exposer au soleil et au bout d'un certain temps ( au moins 3 heures) relever la température de l'eau dans chacun des bocaux. Mais en cette saison, il n'y a pas beaucoup de soleil et en d'autres saisons, il n'est pas toujours présent dans ma région.

Cordialement,

Marc

[mades]

Bonjour,

une autre trouvaille pour cette partie du programme : une feuille de canson noire s'enflamme spontanément ( on voit juste de la fumée mais c'est quand même spectaculaire) lorsqu'elle est exposée à la lumière d'un rétro/vidéo projecteur ( il faut être assez proche de la source). Par contre vous pouvez essayer avec une feuille blanche, rien ne se passe. C'est une expérience facile à mettre en place et qui pourrait bien introduire, illustrer (je n'ai pas encore trouvé sa place) cette séquence.

@ bientôt

[man]

Toujours avec le rétro et feuilles de canson, on peut facilement montrer l'augmentation de température en couvrant 2 thermomètres, l'un de la feuille noire, l'autre de la feuille blanche.

[mades]

je réponds avec beaucoup de retard mais j'étais très occupé . Pour voir la feuille de papier canson noire faire de la fumée, il faut la disposer entre la lentille et le miroir du rétroprojecteur et mettre ce miroir quasiment à l'horizontale. La fumée apparaît très vite.

[Aranel53]

J'avais zappé ce sujet !

La vidéo est ... euh... comment dire... pas super je trouve. Déjà si on veut comparer il faut raisonner à masse constante et pas à volume constant avec du terreau. Il manque la mesure de la température au sortir du frigo pour voir si les deux ont bien atteint la même température, et on néglige l'influence de la capacité calorifique. Bref, trop d'approximations et de paramètres on maitrisés à mon goût.

La même expérience avec un verre peint en noir et le même verre peint en blanc et soumis à la lampe du rétroprojecteur serait plus correcte. L'exemple de deux thermomètres recouvert de papier noir ou blanc devrait suffire à mon avis !

Mais du coup on n'a pas de situation déclenchante...mmmm

Ou alors, on peut peut-être partir de l'expérience quotidienne des élèves :
" Ursuline a remarqué qu'en été si elle porte un T-shirt noir en plein soleil elle a plus chaud que si elle porte un T-shirt blanc. Elle se demande si ce n'est qu'une impression..."

[Trane]

J'utilise comme situation déclenchante une photo de bédouin habillé en blanc avec la question "pourquoi les bédouins s'habillent-ils en blanc ? (Ca fonctionne bien en général)
Ensuite on compare la température d'une feuille de canson noire et blanche éclairée par une lampe.

Je montre toujours également un bédouin habillé en noir, ça permet de montrer que plusieurs phénomènes physiques peuvent être avoir lieu en me temps (ici la convection)
On peut retrouver l'explication détaillée dans un article de "Pour la science", on trouve également cet article en ligne ici :
http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/f/fiche-article-le-bedouin-etait-en-noir-21711.php?chap=1


Au cours suivant comme évaluation formative, j'utilise une photo de maison en Grèce (Santorin : http://www.dodekanissaweb.gr/info/travel/multi/French-santorini.html


Concernant l'expérience qui consiste à enflammer une feuille de papier avec une lentille, je l'utilise plutôt pour la notion "Une lentille convergente concentre pour une source éloignée l'énergie lumineuse en son foyer". Et à ce moment là, on revient sur la différence entre ce qui se passe pour une feuille blanche ou noir.

[Aranel53]

Bonne idée la photo des maisons en Grèce !

Sinon, la différence entre feuille blanche et feuille noire avec une loupe, c'est très visuel !

Prendre une feuille de Canson blanc et une feuille de Canson noir, la blanche va simplement se consumer et la noire va s'enflammer, montrant une température atteinte supérieure.

Il faudrait que je fasse la vidéo car il faut beaucoup de soleil et on n'a pas ça tout le temps !

[snoopss]

Pour cette partie du programme on descend dans la cour un jour de soleil avec les lentilles.
- on essaie de mesurer les distances focales
- les élèves remarquent qu'avec une lentille convergente on n'y arrive pas
- pour que les choses soient bien claires y compris dans la tête des plus dubitatifs, je remplace la feuille sur laquelle on cherche à obtenir le point chaud par un avant-bras d'élève. Il comprend assez vite qu'il reçoit de l'énergie

[Vierlio]

Il faudrait que je fasse la vidéo car il faut beaucoup de soleil et on n'a pas ça tout le temps !

N'hésitez pas à partager si quelqu'un l'a faite. En ce moment le Soleil est d'autant plus rare d'ailleurs !