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Cette expérience va permettre de vous faire une idée de l'effet de serre dû au dioxyde de carbone et à l'eau.
Nous allons regarder l'absorption de la chaleur.
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Figure 1
Mise en place de l'expérience
a: bec bunsen; b: tube en métal (fait avec des canettes) avec deux trous; c: capteur de température; d: pâte à modeler pour obturer les trous;
© 2004 Tausch, Seesing; Uni-Duisburg-Essen, Duisburg [Lit.: Tausch, von Wachtendonk: Chemie 2000+; Buchner Verlag; Bamberg 2001]
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Absorption de la chaleur:
Mettez en place l'expérience conformément à la figure 1. Pour construire le tube en métal, prenez des boîtes de conserve et ôtez le couvercle et la base. Assemblez les deux boîtes ensemble bien hermétiquement avec du scotch. Faites deux ouvertures dans le tube ainsi formé (voir figure). Fermez l'une des extrémités du tube en métal avec du carton noir, que vous fixerez hermétiquement avec du scotch. Fixez ensuite le capteur de température avec du scotch contre le carton à l'extérieur. Couvrez l'ensemble avec une feuille d'aluminium. Vous avez ainsi un détecteur de rayonnement de chaleur. Les rayons réchauffent le carton noir, qu'on peut considérer comme un système de mesure de l'augmentation de la température.
Vous allez chauffer une extrémité du tube en placant différents matériaux devant l'entrée du tube. Faites attention de placer la source de chaleur toujours à la même distance de l'ouverture du tube pour chacune des expériences (entre 10 et 15 cm).
Pour chaque série de mesure, lisez la température toutes les 30 secondes, notez-la, vous tracerez une courbe ensuite. Faites chaque série de mesure pendant 3 minutes. Entre chaque série de mesure, prenez soin de refroidir le tube en métal jusqu'à sa température initiale (vous devrez probablement utiliser un sèche-cheveux soufflant de l'air froid).
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Expérience 1 |
Faites ces séries d'expériences en couvrant à chaque fois l'ouverture du tube avec ces différents matériaux (maintenus par exemple avec un élastique) : |
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gaz dans le tube: air |
température [°C] après: |
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materiau: |
0 s |
30 s |
60 s |
90 s |
120 s |
150 s |
180 s |
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a) feuille en polyéthylène |
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b) feuille d'aluminium |
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c) sac vide en polyéthylène (comme ceux du supermarché) |
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d) sac en polyéthylène, humidifié avec un peu d'eau dedans |
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e) rien (tube ouvert) |
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Expérience 2 |
Répétez une série de mesures en remplissant cette fois le tube avec du dioxyde de carbone grâce aux petits trous que vous reboucherez avec de la pâte à modeler. |
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gaz dans le tube: dioxyde de carbone |
température [°C] après: |
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materiau: |
0 s |
30 s |
60 s |
90 s |
120 s |
150 s |
180 s |
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f) feuille en polyéthylène |
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Question 1 |
Dans cette expérience, c'est moins la convection des gaz que la propagation de la chaleur que vous avez mesuré. Expliquez pourquoi. | |
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Question 2 |
Pourquoi est-ce nécessaire entre chaque série de mesure de refroidir le tube à sa température initiale ? |
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Question 3 |
La représentation graphique de cette expérience avec de l'air dans le tube donne des courbes de température en fonction du temps. Après 3 minutes, c'est dans l'expérience e) que la température a atteint les valeurs les plus élevées (tube ouvert sans protection).
On doit obtenir l'ordre suivant :
e) > a) » c) > d) » f) > b)
Interprétez ces résultats en terme d'absorption de la chaleur par les différents matéiaux; classez les matériau du plus absorbant au moins absorbant. |
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Question 4 |
Pourquoi devez-vous répéter l'expérience a) (feuille en polyéthylène) avec du dioxyde de carbone si vous voulez connaître l'absorption de la chaleur par le dioxyde de carbone? |
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Question 5 |
Le dioxyde de carbone CO2 est un gaz à effet de serre qui contribue au réchauffement planétaire. Néanmoins, l'expérience avec du dioxyde de carbone dans le tube a montré que la température n'atteint pas des valeurs aussi élevées que lorsque le tube est rempli d'air.
Quelle peut en être la raison? Cochez la réponse juste: |
c Ce résultat est faux et l'expérience doit être refaite.
c Le CO2 n'est pas un gaz à effet de serre.
c Le CO2 absorbe mieux la chaleur que ne le fait l'air, et c'est pour cela que la température est moins élevée.
c Cette expérience n'a aucun rapport avec l'effet de serre.
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Figure 2
la quantité de CO2 dans l'atmosphère (courbe bleue, axe de droite) et la température relative (courbe rouge, axe de gauche) durant ces dernières 160 000 années.
© 2004 Seesing, Tausch; Universität Duisburg-Essen, Duisburg [Lit:Tausch, von Wachtendonk: 2000+, Buchner Verlag, Bamberg 2001]
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On peut connaître la quantité de CO2 qu'il y avait dans l'atmosphère en analysant l'air emprisonné dans des carottes de glace (Fig. 2).
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Question 6 |
Décrivez les courbes de la figure 2 en quelques phrases. |
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Question 7 |
Grâce aux informations de la Figure 2, on peut savoir tout de suite quelle affirmation de la question 5 est fausse. Dites laquelle et justifiez. |
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A propos de cette page:
auteur: M. Seesing, M. Tausch - Universität Duisburg-Essen, Duisburg / Germany
dernière version: 2004-05-13 |
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