Expériences réalisées
Au cours de ce TPE, nous avons réalisé plusieurs expériences physiques basiques ou plus complexes, que nous allons présenter dans cette partie.
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Sources de chaleur
Pour trouver la source de chaleur adéquate, nous avons testé différents moyens.
4. Le combustible préfabriqué
Pour comparer les combustibles, nous avons acheté trois lanternes chinoises préfabriquées et nous avons découpé un morceau du combustible de l’une d’elle.
Nous avons, de la même manière que pour celui que nous avions créé, placé un morceau de ce combustible dans le récipient et l’avons enflammé. La température a, cette fois, atteint 600 °C.
1. Sèche-cheveux
Nous avons utilisé un sèche-cheveux ordinaire (la puissance moyenne de cet appareil est de 600W). Nous avons placé la sonde thermique à la sortie de l'air chaud. Nous avons obtenu une température assez faible, d'à peine 46° C.
2. Décapeur thermique
Même procédé que pour le sèche-cheveux. La sonde thermique se trouve à la sortie de l’air chaud, comme le montre l’image ci-contre. Nous avons toutefois obtenu une température beaucoup plus importante, d'environ 303° C.
3. Notre combustible
Nous avons ensuite décidé de créer un combustible. Nous avons tout d’abord fait fondre de la cire de bougie dans une casserole. Ensuite, nous avons trempé des bandes de gaze dans la cire et nous avons finalement entouré les compresses imbibées autour d'un rouleau en carton.
Une fois le combustible réalisé, nous avons en avons découpé un morceau que nous avons placé dans un récipient ignifuge et fait brûler sous une hotte. La sonde thermique, que nous avions cette fois placée au cœur de la flamme, indiquait une température de 552° C.
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Sachet de thé
1. Propriété à démontrer
« L’air chaud, ou le réchauffement de l’air par combustion d’un objet peut provoquer une ascension verticale de l’atmosphère autour du combustible et, par extension, du combustible lui-même »
2. Protocole
Matériel :
- un sachet de thé ouvert aux deux extrémités dépourvu de son contenu
- une assiette
- du feu (allumettes,…)
Réalisation :
- On place le sachet de thé préalablement préparé debout sur une assiette
- On enflamme le haut du sachet
- Au bout d’approximativement dix secondes le sachet prend de la hauteur
3. Problèmes rencontrés et solutions apportées
Après plusieurs essais infructueux, nous en sommes venus à la conclusion qu’un unique exemplaire des sachets que nous avions ne pouvait décoller.
Nous avons donc essayé d’enflammer d’abord deux, puis trois sachets conjoints.
Avec ces modifications, l’expérience fut bien plus concluante puisque les cendres et les résidus de la combustion s’élevèrent aux alentours des quatre-vingts centimètres.
4. Conclusion
Le fait de brûler le sachet crée un réchauffement de l’air autour du combustible et, ainsi, un courant d’air chaud vertical ascendant. Ce dernier s’est révélé capable d’entrainer avec lui les résidus de la combustion.
Enfin, cette expérience nous a permis de déduire qu’un réchauffement de l’air (à l’aide d’une combustion) est une véritable force et permet, à plus grande échelle, d’entrainer des objets plus lourds tels qu’une montgolfière chargée.