Fabrication d`un four solaire

Fabrication d’un four solaire
Classes : Marie-Anne Bouju
Démarche technologique : de l’objet à l’objet
Elsa Morisi CE2
CE2-CM1
Juin 2008
1) 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) 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) Réalisation des expériences
Classe de Marie-Anne Bouju
Rappel des expériences et distribution du matériel nécessaire
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) 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 :
1ère expérience : des pots remplis d’eau
et entourés de papier de couleur (jaune,
vert, rose, bleu, rouge, blanc, noir), 1
thermomètre dans chaque pot.
2ème 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.
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.
5) Construction du four solaire
Classe de Marie-Anne Bouju
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
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
Faire cuire des lentilles
Classe de Marie-Anne Bouju