physique chimie

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Température d’un système incompressible au cours du temps

mis à jour le 29/03/2022

Comment décrire l’évolution temporelle de la température d’une boisson chaude par un modèle mathématique et prédire la durée de refroidissement nécessaire avant dégustation d’un thé à 65°C ?

mots clés : TP, terminale, spécialité, PC, Loi de refroidissement de Newton, transferts, thermiques, convection, équation, différentielle, CRCN, crcn-1.2, crcn-1.3, crcn-5.2

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Lycée

Contexte pédagogique

Prérequis :

Résoudre une équation différentielle du premier degré avec ou sans second membre
modéliser à l’aide d’un outil type Regressi
incertitude type A, incertitude type B

Découpage temporel de la séquence (durées indicatives) : TP de 1h50

Appropriation : 10 minutes
Proposition d’un protocole expérimental : 10 minutes
Protocole : 30 minutes
Modélisation : 15 minutes
Exploitation : 30 minutes
Calculs : 10 minutes
Validation : 5 + 15 minutes (travail à finir pour la prochaine séance).

Retours d’expériences :

Appropriation, proposition du protocole expérimental et acquisition sans difficultés majeures.
Modélisation qui fonctionne très bien avec l’éprouvette plastique 10 mL mais qui est plus capricieuse avec l’éprouvette 25 mL (prévoir des fichiers de secours).
Exploitation du modèle sans difficultés, mise en commun au tableau de chacun des résultats de chaque binôme pour calcul d’incertitude.
Effectuer des calculs/Gum_mc : difficultés pour les élèves non spécialistes mathématiques
Validation : permet de discuter des limites du modèle choisi et des paramètres physiques qui modifient le refroidissement de la boisson.

La ressource