Comment fonctionne le monde - La main à la pâte

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A partir d'échantillons (photos), on peut comparer la quantité d'uranium, de pétrole, de charbon, etc.,
nécessaire pour produire la même quantité d'énergie utile.
Vitesse de marche en km par
heure
Consommation de dioxygène
en L.h -1
Dépense d'énergie en kJ.h -1 Fréquence respiratoire en
inspirations par minute
2 27 564 15
4 42 878 19
6 61 1280 22
8 112 2120 27
A partir du tableau ci-dessus, les élèves peuvent construire trois graphiques exprimant la consommation de
dioxygène, la fréquence respiratoire et la dépense d'énergie en fonction de la vitesse de marche, puis
proposer leurs conclusions qui seront soumises à débat.
Notions essentielles :
L’énergie est mesurable, on peut savoir s’il y en a peu ou beaucoup.
Il est possible de mesurer l’énergie, avec une unité, le Joule ; cette unité figure sur les étiquettes
alimentaires ou sur des objets de la vie quotidienne.
La définition du Joule fait intervenir des connaissances de mécanique qui ne peuvent pas être présentées en
cinquième, mais qui seront étudiées plus tard.
Il devient alors possible de comparer objectivement différentes actions.
2.2.2. Énergie et puissance
Matériel nécessaire : appareils électriques variés (ampoules, télévision, magnétoscope, réfrigérateur,
bouilloire, grille-pain, lave-vaisselle, lave-linge...) où la puissance nominale est clairement indiquée.
Situation déclenchante et exemple d’activités :
Suite à l'observation d'appareils électriques variés où la puissance nominale est indiquée, les élèves
cherchent le caractère commun de tous les appareils électriques dont la puissance est la plus grande (ils
chauffent...). Ils se questionnent sur le lien entre énergie et puissance électrique. Un appareil électrique qui
ne fonctionne pas ne consomme pas! L'énergie consommée est proportionnelle au temps d'utilisation ainsi
qu'à sa puissance nominale (Ils peuvent alors comprendre la signification du kilowatt-heurs, unité d'énergie
utilisée par EDF.). Ainsi, un ordinateur ou un téléviseur ne sont pas très « gourmands en énergie»
(information qui suscite souvent le grand étonnement des élèves!). Cependant, l'énergie gaspillée par an, en
considérant qu'il y a quatre appareils de ce type en veille par foyer et 25 millions de foyer en France, n'est pas
du tout négligeable!
Lire et comprendre une facture EDF : quelles informations comporte la facture ? De quoi dépend le
montant de la facture ?
Les factures comptabilisent le coût de l'énergie électrique et la contribution au service public d'électricité.
Ces deux montants sont proportionnels à la consommation en kilowatt-heures. La facture comprend
également le coût de l'abonnement et celui des différentes taxes locales. Le prix de l'abonnement augmente
avec la puissance disponible proposée, celle-ci peut-être, par exemple, égale à 3 kW, 6 kW ou 9 kW. Cette