Combien nous coûte un thé (n°2)

Guillaume et Leila
TP l’énergie
21 décembre 2005
L’énergie,
combien ça
coûte ?
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Guillaume et Leila
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21 décembre 2005
But :
Déterminer si pour faire 300 ml de thé, il vaut mieux financièrement
utiliser :
- Une plaque électrique
- Une bouilloire électrique
- Un thermoplongeur ~ 700 W
- Un thermoplongeur ~ 400 W
- Un réchaud de camping (butane)
- Un micro-onde
Indications :
Pour tous les appareils électriques, on utilisera un compteur
électrique
Le coût d’un Kwh est de 25 centimes
Gaz butane : 50 [KJ] pour 1 gramme et 190 grammes coûtent 2,90
francs
Equivalences :
1 wh = 3,6 [kj]
1 kwh = 3600 [kj]
1kwh = 3600000 [j] = 25 centimes
Formule de l’énergie thermique : E = mc∆T
Rendement= E thermique ÷ E consommée
Nous avons dû compter le nombre de tours sur le compteur
électrique pour savoir combien d’énergie nous utilisions en
employant les appareils.
1500 équivalent à 1 kwh. Avec cette donnée, nous avons donc pu
aisément faire le calcul pour trouver l’énergie dépensée en joules.
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Nombre de tours ÷ 1500 = kwh
Nombre de kwh ∙ 3 600 000 = E [j]
Puis en connaissant le nombre de kwh, nous avons déterminé le
coût de l’emploi de l’appareil par un calcul simple, sachant qu’1
kwh coûte 25 centimes.
Nombre de kwh ∙ 25 = coût en centimes
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Tableau des résultats
Appareil
E consommée
Coût
Rendement
Temps
Plaque
278’202
0,0138
39,6
6,23
195’240
0,0083
62,7
1
182’202
0,0072
76,5
4,23
180’948
0,0072
75,3
2,31
327’748
0,0686
31
2,03
440’364
0,0248
23,1
4
électrique
[j]
(Fr.)
(%)
(min.)
(17°)
Bouilloire
électrique
(20°)
Thermoplongeur 400
W (17°)
Thermoplongeur 700
W (18°)
Réchaud de
Camping
(18°)
Micro-onde
(16°)
Classement
Coût : du moins cher au plus cher
1 Thermoplongeurs 400 et 700 W 3 Bouilloire électrique 4 Plaque
électrique 5 Micro-onde 6 Réchaud de camping
Rendement : du plus économique au moins économique
1 Thermoplongeur 400 W 2 Thermoplongeur 700 W 3 Bouilloire
électrique
4 Plaque électrique 5 Réchaud de camping
Temps : du plus court au plus long
1 Bouilloire électrique 2 Réchaud de camping 3 Thermoplongeur
700 W
4 Micro-onde 5 Thermoplongeur 400 W 6 Plaque électrique
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Commentaire des résultats
Bouilloire électrique :
La bouilloire électrique obtient le meilleur temps avec 1 minute, ce
qui est vraiment peu, pour se faire un thé, quasiment la durée qu’il
faut pour sortir la tasse de l’armoire, prendre le sachet et le mettre
dedans. C’est un bon appareil si l’on est pressé, peut-être un peu
impatient et qu’on veut se faire un bon thé chaud rapidement.
De plus, côté coût, elle arrive en deuxième position juste derrière
les thermoplongeurs avec 0,0083 francs, un prix relativement bas si
l’on considère que l’on se fait deux thés par semaine, au bout d’une
année, le montant ne s’élèvera qu’à environ 90 centimes. Il faut bien
sûr prendre en compte le coût de la bouilloire (entre 25 à 30 francs)
mais c’est un investissement avantageux si l’on boit souvent du thé.
Du côté du rendement, la bouilloire obtient un assez bon résultat
de 62,7%, ce qui lui permet de se classer au 3ème rang.
Personnellement nous achèterions la bouilloire car elle est pratique.
Il suffit d’une prise électrique. (Ne pas compter dessus en camping,
en randonnée ou en toute autre activité dans la nature). De plus,
son utilisation est simple et on risque peu de se faire mal avec cet
appareil.
Avec ce système, il n’y a pas de problèmes si ce n’est quand on veut
mesurer la température et qu’on ouvre le couvercle… Il y a risque de
s’ébouillanter avec la vapeur car en plus l’eau devient vite brûlante.
Nous avons donc décidé de laisser le couvercle durant l’expérience.
Dans l’usage quotidien, on n’ouvre pas tout le temps sa bouilloire
pour y prendre la température.
PS : L’avantage de faire l’expérience avec la bouilloire c’est qu’on a
du thé en fin de cours !
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Réchaud de camping
Avec le réchaud de camping, nous avons utilisé une autre méthode
pour déterminer l’énergie consommée ainsi que le coût. L’appareil
fonctionnant au gaz butane, nous avons procédé suivant ces
indications : 50 [kj] pour un gramme et 190 g coûtent 2,90 francs.
Puis nous avons pesé le réchaud avant de chauffer l’eau puis après.
Il pesait 517,5 avant et 513 après. Nous avons donc fait la
soustraction entre ces deux nombres et obtenu 4,5 g. Puisqu’1 g
équivaut à 50 [kj], il suffisait de faire 50 ∙ 4,5 = 250 [kj] = 250000
[j].
Pour le coût, nous avons fait l’opération suivante pour connaître le
prix d’1 g de butane : 190 ÷ 290 (cent.) = 1,52… cent. Ainsi, nous
avons multiplié ce nombre à 4,5, ce qui nous a donné 6,86 centimes
(0,0686 frs). Un c0ût qui place le réchaud de camping à la 6ème place
de cette catégorie bien que le prix du réchaud lui-même ne soit pas
extrêmement élevé (3 frs). Pour deux thés par semaine, après une
année, le montant s’élèvera à environ 9 frs, ce qui fait pour toute
une vie jusqu’à 80 ans (nous sommes optimistes ! ) un coût
d’environ 720 frs en thé (qui plus est très bon pour la santé).
Ce n’est pas une ruine mais cela aurait pu être investi par exemple
dans un aller-retour pour la Tunisie dans un hôtel 4 étoiles.
Au niveau du rendement, le réchaud de camping obtient le piètre
résultat de 31% en arrivant avant-dernier. Loin de nous l’idée de lui
trouver une excuse mais le résultat de l’énergie consommée a peutêtre été un petit peu faussé par nos pratiques quelque peu
douteuses pour l’ obtenir. Par exemple, peser le réchaud était une
bonne idée mais il aurait fallu prendre en compte d’autres facteurs
pouvant l’influencer comme le poids de l’appareil vide.
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Dans la catégorie du temps, il se distingue en prenant le 2ème rang
avec une durée de 2,03 minutes mais quand même assez loin du
gagnant. Il faut aussi rajouter un détail, même minime, qui est le
temps d’installation. En effet, l’installation du réchaud à camping
n’est pas très pratique car il faut prendre l’appareil et une plateforme à placer sous le récipient contenant l’eau et de quoi allumer
le gaz. Il y a d’ailleurs quelques risques quand on l’allume parce
que la flamme se déclenche brutalement et il faut vite retirer ses
doigts pour ne pas se brûler. Un souci d’esthétique peut aussi se
poser suivant les goûts de chacun.
Le réchaud de camping n’est donc pas le plus recommandé pour se
préparer un thé autant économiquement que pratiquement.
Micro-onde
Le micro-onde arrive premier dans la catégorie énergie consommée,
ce qui n’est pas forcément une excellente chose car le prix s’en
ressent avec 0,0248 francs, ce qui le place au 2ème rang du plus
cher. Ce n’est pas un coût extrêmement élevé au premier abord
mais il ne faut pas omettre le prix de l’appareil lui-même qui
représente environ 200 à 300 frs.
C’est vrai le micro-onde peut être utile à beaucoup d’autres choses
comme réchauffer ou cuire un plat, ce qui le rend plus rentable.
Cela ne l’empêche pas de finir dernier pour le rendement avec
seulement 23,1%, un score fortement éloigné du vainqueur qu lui
termine avec 76,5%. Mais le micro-onde a peut-être une excuse à ce
sérieux retard : la température. En effet, l’eau ne faisait que 16°, soit
1 à 4 degrés de moins que l’eau des autres appareils et nous l’avons
chauffée jusqu’à obtenir involontairement 82° contre les 80 requis.
La différence de température étant plus élevée que les autres,
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l’énergie thermique en devient plus importante et modifie donc le
résultat du rendement.
En ce qui concerne le temps, cet appareil ne brille pas en écopant de
la 4ème place, précédent le thermoplongeur 400W et obtient 4
minutes. Une durée relativement longue pour n’arriver après tout ce
temps qu’à 82°. La bouilloire électrique avait atteint les 80° en
seulement 1 minute. Avec le micro-onde, vous avez suffisamment
de temps pour appeler vos voisins et les inviter à boire un thé.
Pour prendre la température de l’eau, nous avons procédé
différemment en arrêtant le micro-onde et en la vérifiant de temps à
autre. Les risques avec cet appareil sont minimes et il est assez sûr
car fixe. Un avantage qui peut aussi être un inconvénient car qui dit
fixe dit intransportable pour divers déplacements.
Il est fortement recommandé d’avoir un micro-onde chez soi mais
pas uniquement pour faire du thé parce qu’il y a des moyens plus
économiques mais c’est un bon achat si on doit souvent réchauffer
un repas et qu’on est pressé.
Plaque électrique
La plaque électrique se démarque particulièrement par son score
médiocre
pour le temps obtenant un résultat de 6,23 minutes,
prenant donc la dernière place à tout de même 5,23 minutes du
vainqueur. Comme comparaison par rapport à lui, alors que l’on
ferait environ 5 thés avec la bouilloire électrique, on peut en faire
qu’un seul avec la plaque électrique. Vos voisins vont donc préférer
boire leur thé chez eux et gagner du temps plutôt que de venir chez
vous et patienter un bon moment. Quoique comme ça, vous auriez
le temps de mieux les connaître. La raison de ce retard est sûrement
due au fait que la plaque électrique ne chauffe premièrement l’eau
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que localement tandis que le reste est exposé à l’air ambiant et se
refroidit à mesure.
En ce qui concerne le coût, la plaque électrique obtient un prix de
0,0138 frs. Un score plutôt moyen qui la place au 4ème rang derrière
les deux thermoplongeurs et la bouilloire électrique. L’avantage
avec cette plaque c’est qu’on peut l’utiliser longtemps même si le
prix de base n’est pas vraiment bon marché. A noter que pour
chauffer l’eau, il faut prévoir un récipient suffisamment solide pour
supporter la chaleur émise par la plaque donc évidemment ne pas
poser la tasse directement dessus.
Pour le rendement, la plaque électrique arrive en 4ème position avec
39,6%, ce qui n’est pas excellent. De plus, elle est loin derrière le
3ème, la bouilloire électrique avec 62,7%.
Côté pratique, on peut faire mieux mais l’installation n’est pas très
conséquente si l’on possède un récipient résistant à la chaleur. La
plaque est aussi utile pour faire une fondue par exemple et c’est
bien d’en avoir une chez soi.
Petite anecdote :
La première expérience que nous avons faire était celle de la plaque
électrique et nous ne savions pas exactement comment nous y
prendre pour connaître l’énergie consommée mais, voyant que tous
les autres avaient pris un compteur électrique, nous avons fait de
même sans savoir vraiment comment l’utiliser. Nous l’avons
branché à la plaque électrique et avons commencé notre expérience
sans se soucier de lui. Après quelques minutes, pendant que nous
attendions que l’eau chauffe, monsieur Besson est venu vers nous
avec un petit sourire et nous a demandé si l’on savait à quoi servait
le compteur. Nous avons répondu que son rôle était de mesurer
l’énergie consommée, suite à quoi il nous a réinterrogé sur son réel
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fonctionnement, nous faisant comprendre que nous aurions dû
compter les tours. L’expérience était à recommencer !
Thermoplongeur 400 W
Le thermoplongeur 400 W gagne la 1ère place dans la catégorie du
rendement avec un résultat de 76,5%, ce qui est vraiment excellent
mais tout de même très proche du 2ème qui lui a 75,3%. Comment se
fait-il que 2 thermoplongeurs consommant la même énergie fournie
par l’électricité et ayant le même coût possèdent un rendement
différent ? A cause de l’énergie thermique. En effet, elle est
différente parce que l’eau du thermoplongeur 400 W était à 17°
alors que celle du thermoplongeur 700 W était à 18°. En appliquant
la formule de l’énergie thermique, celle du 400 W est donc plus
élevée. Puisque pour trouver le rendement il faut faire
E − thermique
× 100 = ...%
E − consommée
Celui du thermoplongeur 400 W sera donc plus grand que le 700 W.
Ce thermoplongeur est aussi le meilleur au niveau du coût arrivant
ex aequo avec son « double « de 700 W au prix de seulement
0,0072 frs. Cela vous permettra de boire du thé toute votre vie sans
le souci de dépenser trop d’argent. De plus, le prix de l’appareil est
plutôt bon marché mais il y a quand même une question
d’utilisation qui se passe. On a besoin d’un récipient pour mettre
l’eau que chauffe le thermoplongeur, de quelque chose pour le tenir
bien placé à l’intérieur ainsi qu’un instrument pour remuer l’eau
sinon elle ne chauffe pas bien. L’hygiène de cette pratique peut être
mise en doute car le thermoplongeur prend vite du calcaire après
plusieurs utilisations.
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Le temps est la seule catégorie dans laquelle le thermoplongeur
400W n’a pas fait un excellent résultat car cette fois il se place à
l’avant-dernière place avec une durée de 4,23 minutes, devançant
la plaque électrique avec laquelle il a une grande différence. Comme
mentionné au-dessus, le temps d’installation est long et fastidieux.
Privilégiez donc un thé dans un café sympa plutôt que de vous
ennuyer à installer le thermoplongeur et avoir finalement une
boisson au calcaire. A choix, choisissez plutôt un autre appareil
pour vous faire un thé ou passez au plan B… le café !
Thermoplongeur 700 W
C’est le bon élève obtenant d’excellents résultats dans tous les
domaine mais échouant à la
pratique… Le thermoplongeur 700
arrive 1er dans la catégorie coût, 2ème en ce qui concerne le
rendement (et en plus proche du vainqueur) et prend la 3ème place
pour le temps. Pourtant quand il s’agit d’appliquer ses compétences
au quotidien, on remarque bien qu’il n’est pas à la hauteur de ses
espérances. Ses innombrables défauts ont déjà été mentionnés
précédemment car ils sont les mêmes que ceux du 400W.
Les bons élèves sont toujours victimes de la réalité du monde
auquel ils sont confrontés
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Remarques
Ce T.P s’est très bien passé, à part le petit problème de l’expérience
numéro
une où nous avions oublié de compter les tours sur le compteur
électrique.
Toutes les autres expériences se sont très bien passées, surtout le
petit
thé saveur myrtille à la fin du cours qui nous change de nos
traditionnels
thés noirs de chez nos parents ou grand-mère.
Ce T.P est, on pense, l’un des plus grands. En effet il a duré 3
semaines
(6 périodes) dont 2 passées à la salle d’informatique. C’est ici que,
nous
pensons que nous avons le moins bien travaillé : nous avions
commencé à taper des calculs à l’ordinateur sous le programme
« Page » et nous les avions mis sur notre clé
USB, mais à notre
grand malheur, ce programme n’existait pas sur nos ordinateurs, ce
qui fait que nous avons dû tout retaper chez nous…
Nous pensions également prendre des photos de nos installations
mais nous y avons pensé trop tard et n’avions pas d’appareil photo
à disposition.
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Conclusion
Classement final
1 Bouilloire électrique
Avantage principal : pratique, facile à utiliser, rapide
Inconvénient principal : prix
2 Thermoplongeur 700 W
Avantage principal : prix, temps, rendement
Inconvénient principal : pas pratique, utilisation difficile
3 Thermoplongeur 400 W
Avantage principal : prix, rendement
Inconvénient principal : temps
4 Micro-onde
Avantage principal : utilisation polyvalente, emploi aisé, danger
minime.
Inconvénient principal : prix, temps, rendement
5 Plaque électrique
Avantage principal : utilisation polyvalente
Inconvénient principal : temps
6 Réchaud de camping
Avantage principal : temps
Inconvénient principal : prix, rendement, pas pratique, dangereux.
C’est donc le bouilloire électrique qui nous a convaincus grâce à
son côté pratique que nous apprécions dans l’usage quotidien.
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Annexe :
Le thé : Le thé est une boisson légèrement excitante, obtenue par
infusion des feuilles du théier, préalablement séchées et parfois
fermentées.
D'origine chinoise, où il est connu depuis l'antiquité, le thé est
aujourd'hui la boisson la plus bue au monde après l'eau. La boisson
elle-même peut prendre des formes très diverses : additionnée de
lait et de sucre en Angleterre.
Production
En 2003, la production mondiale de thé a atteint 3,15 millions de
tonnes. Le principal pays producteur est l’Inde suivi par la Chine, le
Sri Lanka et le Kenya.
Mode de préparation :Le thé noir
est infusé dans une théière, avec
une eau à 95°C, de 30 secondes à 5
minutes, suivant la qualité du thé.
Ces thés sont parfois additionnés
de sucre et de lait pour en atténuer
l'amertume.
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