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Version du 12 février 2019 à 15:46

Le vent étant de l'air qui se déplace, par cette expérience je vais essayer de montrer l'origine de ses déplacements.

Auteur Tess | Dernière modification 15/10/2019 par Pierreb

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Difficulté

Facile

Durée

5 minute(s)

Le vent étant de l'air qui se déplace, par cette expérience je vais essayer de montrer l'origine de ses déplacements.

Difficulté

Facile

Durée

5 minute(s)

Sommaire

1 Étape 1 - La manipulation (en vidéo)
2 Comment ça marche ?
3 Éléments pédagogiques
- 3.1 Pistes pour animer l'expérience
4 Commentaires

Licence : Attribution (CC-BY)

Matériel et outils

Étape 1 - La manipulation (en vidéo)

Pour réaliser l'expérience on remplit les deux verres: l'un en glaçons et l'autre en eau bouillante.

-On lève les deux mains dans l'air puis on les passe lentement l'une au-dessus du verre d'eau chaude et l'autre main au-dessus du verre de glaçons.

-On fait la même chose que précédemment mais cette fois-ci on place les mains en-dessous des verres de glaçons et d'eau chaude.

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Quand on lève la main dans l'air et qu'on la place au-dessus du verre d'eau chaude on ressent de la chaleur. Mais si on la place aussi au-dessus du verre de glaçons, on ne ressent pas grand chose. Par contre en plaçant les mains en-dessous des verres, c'est le contraire qui se produit. C'est à dire en-dessous du verre de glaçons on ressent de la fraicheur et rien en-dessous du verre d'eau chaude.

Explications

Le déplacement de l'air est causé par le fait que l'air chaud a tendance à monter et l'air froid a tendance à descendre. L'air chaud monte parce qu'il a une densité plus faible que celle de l'air froid. Pour expliquer la notion de densité, je prends un exemple. Si on prend un bouchon de liège et qu'on le jète dans l'air, il tombe par terre. Par contre ce même bouchon de liège, quand on le plonge dans l'eau, il remonte à la surface de l'eau dès qu'on le laisse. Ceci signifie que le bouchon de liège a une densité supérieure a celle de l'air mais inférieure à celle de l'eau.

Plus d'explications

L'air est composé de gaz (azote, oxygène, des traces d'autres gaz). Un gaz est constitué de molécules. La masse d'une molécule est constante mais avec la chaleur son volume augmente. Donc le rapport entre la masse et le volume (densité) diminue. Exemple numerique: Une mole d'azote pèse 28 g. Une mole d'azote à 0°C occupe 22,4 litre. Sa masse volumique est 28 / 22,4 = 1,25 kg / m3 ou 1,25 g/L

Loi de Mariotte : PV/T = Cste

P = Pression atmosphérique (Pa ou bar) V = volume (kg/m3 ou g/L) T = Température (K) La même mole à 50°C (293 K) occupe 22,4 * (273 + 50 ) / 273 = 26, 5 L

Sa masse volumique à 50° est 28 / 26,5 = 1,056 kg / m3 ou 1,056 g/L

La densité (masse volumique) de la molécule d'azote passe de 1,25 g/L à 0° à 1,056 g/L à 50°

Applications : dans la vie de tous les jours

Ce phénomène fait parti des causes du déplacement des vents.

Éléments pédagogiques

Pistes pour animer l'expérience

Cette expérience peut se réaliser à la maison. Mais aussi elle peut se réaliser n'importe-où où vous avez le matériel qu'il faut et que la température ambiante ne soit pas trop chaude ou trop froide.

Dernière modification 15/10/2019 par user:Pierreb.

Commentaires

Draft

@@ Ligne 1 : / Ligne 1 : @@
 {{Tuto Details
 |Licences=Attribution (CC-BY)
-|Description=Un thermomètre est un instrument qui sert à mesurer une température. Imaginez qu’un jour tous les thermomètres décident de faire grève… Comment feriez-vous pour en constituer un?
+|Description=Le vent étant de l'air qui se déplace, par cette expérience je vais essayer de montrer l'origine de ses déplacements.
-|Area=Electricity
+|Area=Mechanics
-|Difficulty=Technical
+|Difficulty=Easy
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+|Duration=5
 |Duration-type=minute(s)
 }}
@@ Ligne 10 : / Ligne 10 : @@
 {{Materials
 |ItemList={{ItemList
-|Item=Led
+|Item=Glaçon
 }}{{ItemList
-|Item=Logiciel Arduino
+|Item=Eau
 }}{{ItemList
-|Item=Carte arduino micro-controleur
+|Item=Verre
-}}{{ItemList
-|Item=Résistance
-}}{{ItemList
-|Item=Capteur de température
-}}{{ItemList
-|Item=Câble USB - micro-USB
-}}{{ItemList
-|Item=Platine de Prototypage
 }}
 }}
 {{Separator}}
 {{Tuto Step
-|Step_Title=Relier
+|Step_Title=La manipulation (en vidéo)
-|Step_Content=* Relier une résistance à la borne numéro 3.
+|Step_Content=Pour réaliser l'expérience on remplit les deux verres: l'un en glaçons et l'autre en eau bouillante.
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Réitérer
-|Step_Content=Réitérer le processus jusqu’à la borne 8.
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Relier
-|Step_Content=Relier la LED bleue à la résistance elle-même reliée à la borne numéro 3.
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Relier
-|Step_Content=Relier la LED jaune à la résistance elle-même reliée à la borne 9
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Relier
-|Step_Content=Relier la LED rouge à la résistance elle-même reliée à la borne 10.
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Relier
-|Step_Content=Relier les LED vertes aux résistances câblées entre les bornes 4 et 8.
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Interconnecter
-|Step_Content=Interconnecter les pattes les plus courtes des LED et les relier à la borne GND de la carte.
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Brancher
-|Step_Content=Brancher la carte à l’aide d’un port USB.
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Lancer
-|Step_Content=Lancer le logiciel Arduino.
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Choisir
-|Step_Content=Choisir le type de carte sur le logiciel : Onglet outils -> types de carte -> Arduino UNO.
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Copier
-|Step_Content=Copier le code fournit ci-dessous :
-const int Voie_0=A0; //déclaration constante de broche analogique
+-On lève les deux mains dans l'air puis on les passe lentement l'une au-dessus du verre d'eau chaude et l'autre main au-dessus du verre de glaçons.
-int mesure_brute=0;// Variable pour acquisition résultat brut de conversion analogique numérique
-int tension =0;
-int resultat=0;
-void setup()   {
-pinMode(3,OUTPUT); /*Déclaration des broches en sortie *
-pinMode(4,OUTPUT);
-pinMode(5,OUTPUT);
-pinMode(6,OUTPUT);
-pinMode(7,OUTPUT);
-pinMode(8,OUTPUT);
-pinMode(9,OUTPUT);
-pinMode(10,OUTPUT);
-Serial.begin(115200); //Initialisation de la communication série usb//
-}
-void loop(){
-// acquisition conversion analogique-numérique (CAN) sur la voie analogique
-mesure_brute=analogRead(Voie_0);
-resultat=(mesure_brute*500)/1024;
-Serial.println(resultat);
-if(resultat>10)
-{
-digitalWrite(3,HIGH);
-}
-if(resultat>15)
-{
-digitalWrite(4,HIGH);
-}
-if(resultat>20)
-{
-digitalWrite(5,HIGH);
-}
-if(resultat>30)
-{
-digitalWrite(6,HIGH);
-}
-if(resultat>35)
-{
-digitalWrite(7,HIGH);
-}
-if(resultat>40)
-{
-digitalWrite(8,HIGH);
-}
-if(resultat>45)
-{
-digitalWrite(9,HIGH);
-}
-if(resultat>50)
-{
-digitalWrite(10,HIGH);
-}
-delay(500); // pause de 500 millisecondes
-digitalWrite(3,LOW);
-digitalWrite(4,LOW);
-digitalWrite(5,LOW);
-digitalWrite(6,LOW);
-digitalWrite(7,LOW);
-digitalWrite(8,LOW);
-digitalWrite(9,LOW);
-digitalWrite(10,LOW);
-}
-Cliquer sur transférer.
+-On fait la même chose que précédemment mais cette fois-ci on place les mains en-dessous des verres de glaçons et d'eau chaude.
 }}
 {{Notes
-|Explanations=Un capteur de température délivre une tension proportionnelle à celle-ci. La carte Arduino se charge de lire cette valeur afin de la convertir et de la retranscrire sous forme lumineuse grâce aux leds
+|Observations=Quand on lève la main dans l'air et qu'on la place  au-dessus du verre d'eau chaude on ressent de la chaleur. Mais si on la place aussi au-dessus du verre de glaçons, on ne ressent pas grand chose. Par contre en plaçant les mains en-dessous des verres, c'est le contraire qui se produit. C'est à dire en-dessous du verre de glaçons on ressent de la fraicheur et rien en-dessous du verre d'eau chaude.
-|Deepen=.La mesure de la température est basée sur le principe du voltmètre, le capteur délivrant une tension proportionnelle à la température. Le module Arduino effectue la conversion analogique/numérique en échantillonnant la tension fournie par le capteur. Une fois la conversion réalisée, l’Arduino calcule la température et la retranscrit sous forme lumineuse à travers les différentes LED, à l’instar d’un thermomètre classique.
+|Explanations==== Le déplacement de l'air est causé par le fait que l'air chaud a tendance à monter et l'air froid a tendance à descendre. L'air chaud monte parce qu'il a une densité plus faible que celle de l'air froid. Pour expliquer la notion de densité, je prends un exemple. Si on prend un bouchon de liège et qu'on le jète dans l'air, il tombe par terre. Par contre ce même bouchon de liège, quand on le plonge dans l'eau, il remonte à la surface de l'eau dès qu'on le laisse. Ceci signifie que le bouchon de liège a une densité supérieure a celle de l'air mais inférieure à celle de l'eau. ===
-|Applications=Permet de mesurer la température en cas de non disponibilité de thermomètre.
+|Deepen=L'air est composé de gaz (azote, oxygène, des traces d'autres gaz). Un gaz est constitué de molécules. La masse d'une molécule est constante mais avec la chaleur son volume augmente. Donc le rapport entre la masse et le volume (densité) diminue. Exemple numerique: Une mole d'azote pèse 28 g. Une mole d'azote à 0°C occupe 22,4 litre. Sa masse volumique est 28 / 22,4 = 1,25 kg / m3 ou 1,25 g/L
-|Animation=Équipez-vous d’une source de chaleur telle qu’un sèche-cheveux pour mieux observer les variations de température.
+Loi de Mariotte : PV/T = Cste
+P = Pression atmosphérique (Pa ou bar) V = volume (kg/m3 ou g/L) T = Température (K) La même mole à 50°C (293 K) occupe 22,4 * (273 + 50 ) / 273 = 26, 5 L
+Sa masse volumique à 50° est 28 / 26,5 = 1,056 kg / m3 ou 1,056 g/L
+La densité (masse volumique) de la molécule d'azote passe de '''1,25 g/L''' à 0°  à  '''1,056 g/L''' à 50°
+|Applications=Ce phénomène fait parti des causes du déplacement des vents.
+|Animation=Cette expérience peut se réaliser à la maison. Mais aussi elle peut se réaliser n'importe-où où vous avez le matériel qu'il faut et que la température ambiante ne soit pas trop chaude ou trop froide.
 }}
 {{Tuto Status
 |Complete=Draft
 }}