La machine à vapeur

Auteur avatarOgier MAILLARD | Dernière modification 2/11/2020 par Nathanaël Latour

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Comment transformer un mouvement de rotation en électricité ? Comment à partir d'une source de chaleur peut-on faire de l'électricité ?
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Introduction

Étape 1 - Mettez de l'eau à bouillir

  • Tout d'abord mettez de l'eau à bouillir dans une cocotte minute
n'oubliez pas de bien serrer le couvercle de la cocotte !

Étape 2 - Préparez l'hélice

Cette étape nécessite l'utilisation d'objets perforants et coupants.
  • Pendant que l'eau chauffe, découpez dans la canette quatre rectangles de taille identique.
  • Ensuite à l'aide d'un cutteur réalisez dans le sens de la longueur quatre entailles à égale distance les unes des autres.
  • Percez avec une vrille un trou centrale à l'une des extrémités du bouchon. Ce trou nous permettra d'emmancher l'arbre du moteur.
  • Réutilisez la vrille pour percer quatre autres trous centrés entre les rainures du bouchon.
  • Dans ces trous, enfoncez quatres tiges de bois
  • inserrez les lames métallique (découpées dans la canette) dans chacune des rainures du bouchon,
  • puis enfilez les bâtons en bois dans chaque lame.

Vous avez fabriqué une hélice radiale. Bravo !


Le moteur électrique que vous allez choisir devra être connecté à une diode. Attention : la diode n'a qu'un seul sens de branchement !

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

La vapeur sous pression s'échappe de la cocotte par l'orifice du sifflet. Elle entraine l'hélice en rotation et cette hélice entraine l'arbre moteur. Le moteur fonctionne comme une génératrice qui produit de l'électricité, allumant la diode.

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

La diode ne fonctionne pas ? Pas de panique, elle n'est peut-être pas bien branchée. Et oui, elle ne fonctionne que dans un sens.

Inversez les fils et recommencez.

Explications

  • L'eau en bouillant ce transforme en vapeur. La vapeur tenant de plus en plus de place dans la cocotte, est de plus en plus compressée et va chercher par tous les moyens à s'échapper. En ouvrant la soupape du couvercle, on libère la vapeur qui, dans son élan, va pousser les pales de l'hélice.
  • L'hélice poussée par la vapeur va tourner et entrainer l'arbre moteur, qui va a créer de l'électricité pour allumer l'ampoule.

Plus d'explications

Dans la cocotte, l'eau en chauffant passe d'un état liquide à un état gazeux et occupe plus de volume qu'à l'état liquide.

A l'état gazeux l'eau est compressible tout comme quand elle est dans un état liquide.


L'eau à l'état gazeux est compressée dans la cocotte, car elle occupe plus de volume. La pression devient plus importante à l'intérieur qu'à l'extérieur de la cocotte. Au moment où l'on ouvre la soupape de la cocotte on crée une dépression. C'est à dire que la pression à l'intérieur de la coquotte (produite par la vapeur) tend à s'équilibrer avec la pression de l'air à l'extérieur de la cocotte. On peut dire aussi, qu'elle diminue à l'intérieur de la cocotte.

Mais comme le volume d'air qui nous entoure est beaucoup plus important que le volume d'air dans la cocotte, on considère que l'intérieur revient à la pression atmosphérique au bout d'un certain temps.


Dernière modification 2/11/2020 par user:Nathanaël Latour.

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