Différences entre les pages « Moteur à air chaud » et « Group:Le monde de l'invisible »

 
 
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|Licences=Attribution (CC-BY)
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|group-description=Découvrons ensemble le monde de l'invisible.
|Description=Fabrication d'un moteur stirling
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Le déroulé suivant est inspiré par les sciences en bas de chez toi 2020 de l'antenne de Caen.
|Disciplines scientifiques=Physics
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|GroupAge=6 à 14 ans
|Difficulty=Expert
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|GroupDuration=Une dizaine d'heure
|Duration=20
 
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}}
 
}}
{{Introduction
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{{Group Tabs
|Introduction=Il s'agit d'expérimenter sur une maquette de moteur à air chaud et à combustion externe. La source de chaleur se trouve en effet à l'extérieur du moteur, contrairement à un moteur à explosion classique à combustion interne.
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|group-long-description==Le monde de l’invisible=
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Nota :
  
Ce moteur a été inventé par un écossais, le pasteur STIRLING au début du 19ème siècle.
+
*opt1 : Corresponds à des expériences optionnelle dont le matériel est prêt
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*opt2 : Corresponds à des expériences optionnelles dont le matériel n’est pas prêt
  
Il a donné lieu à quelques applications principalement dans les sous-marins (silence de fonctionnement car pas d'explosions).
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===Matos à acheter : ===
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– Assiette carton
  
Ce type de moteur à air chaud a passionné beaucoup d'amateurs de maquettes et de nombreuses réalisations ont été proposées. Il existe des sites entièrement consacrés au moteur STIRLING.
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– Sac poubelle
  
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===Matos à préparer===
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– Pâte à modeler (''à voir selon réserve'')
  
La description détaillée du montage se trouve dans le document:
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– Charger pompe
  
https://www.wikidebrouillard.org/images/c/c6/Cuisson_solaire_d_un_poulet_avec_un_r_flecteur_cylindro-parabolique_MOTEUR_STIRLING.pdf
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– Charger PC
}}
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{{TutoVideo
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===Matos à rajouter dans la caisse grise : ===
|VideoType=Youtube
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– Javel
|VideoURLYoutube=https://youtu.be/25YHT26Jb-M
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}}
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– Sac poubelle
{{Materials
+
 
|Tuto_Attachments={{Tuto Attachments}}
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– Savon pour les mains
}}
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{{Tuto Step
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– Papier absorbant
|Step_Title=Présentation du moteur
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|Step_Content=Cette version très pédagogique de maquette a été inventée par D. Lyonnet. Elle porte le nom de ASAP (As Simple As Possible).  Je l'ai réalisée avec quelques petites variations par rapport au plan initial (ajout d'un échangeur froid et de biellettes réalisées avec des dominos). Elle fonctionne à merveille !
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===Matos à rajouter caisse blanche pâte à modeler===
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– Pâte à modeler
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– Assiette carton
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===Matos cave===
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– Tableau blanc
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– Tables
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– Tente
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– Piquet !
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===Matos à rajouter dans le sac ADN===
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– Bananes
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=Déroulé : =
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===1/ Intro===
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Discussion autour de la notion de visible et invisible, des sens
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===2/ Illusion d’optique===
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– Faire les illusions, utilisation de règle pour vérifier (caisse blanche) ;
 +
 
 +
– ''Opt2'' : Test du gorille sur la tablette (vidéo sur la tablette)
 +
 
 +
– ''Opt2'' : Expérience du trou dans la main avec des rouleaux de carton
 +
 
 +
– Fabrication de thaumatrope pique à brochette (sac thaumatrope + ciseaux et feutres caisse blanche) ;
 +
 
 +
Discussion autour de la nécessité d’utiliser des outils de mesure et d’observation car sens pas suffisant
 +
 
 +
===3/ Les tailles===
 +
– Quiz des tailles (caisse blanche)
 +
 
 +
– Micron µ (maquette + caisse blanche)
 +
 
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#Étage 1 : Fourmis
 +
#Étage 1 : Collembole
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#Étage 1 : Poussière, petite
 +
#Étage 2 : Poussière, grande
 +
#Étage 2 : Cheveu
 +
#''Opt1'', Étage 2 : ''Penicilium''
 +
#Étage 2 : Cellule humaine, petite
 +
#Étage 3 : Cellule humaine, grande
 +
#Étage 3 : Bactérie
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#Opt1, Étage 3 : Diatomée
 +
#''Opt1'', Étage 3 : ''Streptococcus thermophilus''
 +
#''Opt1'', Étage 3 : Cyanobactérie
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#Étage 3 : Photon
 +
#Étage 3 : Virus
 +
 
 +
==='''4''' / Observations===
 +
– Observation tous azimuts avec des loupes (caisse blanche)
 +
 
 +
– Chasse aux insectes avec les loupes (caisse blanche)
 +
 
 +
– Observation des lames avec les foldscopes (caisse blanche)
  
 +
– Montage de cheveux + observation foldscopes (caisse blanche)
  
En voici les différentes parties:
+
– Observation tous azimuts avec les microscopes (caisse blanche + PC)
  
- Un cylindre fermé avec deux parties, chaude en bas et froide en haut.
+
– Observation des lames avec microscope (caisse blanche + PC)
  
- Un déplaceur à l'intérieur de ce cylindre. Ce déplaceur sert à déplacer l'air entre la partie froide et la partie chaude. Le diamètre du déplaceur est inférieur à celui du cylindre pour permettre à l'air de passser entre partie chaude et partie froide.
+
– Observation des insectes capturés + larves de moustiques avec microscope (caisse blanche + PC)
  
- Un tuyau qui transmet les variations de pression de l'air du cylindre vers un piston moteur
+
''Opt2'', Peluchologie (introduction à la cladistique)
  
- Un piston moteur constitué par une membrane qui se rétracte et se contracte alternativement au gré des variations de pression transmises par le tuyau.
+
===5/ ''Opt1'', Discussions diverses===
 +
– Établissement de critère sur vivant pas vivant (matos mallette biodiv + patafix + tableau blanc)
  
- Un système bielle manivelle qui transmet les mouvements du piston au déplaceur et qui fait tourner un axe sur lequel se trouve un volant d'inertie pour régulariser la rotation.
+
– Discussion sur quelles espèces sur quels milieux (matos mallette biodiv + patafix + tableau blanc), élargissement sur la notion de R0 (tableau blanc)
  
- Une source de chaleur (bougie chauffe plat)
+
– Quelle biodiversité chez toi et moi (matos mallette biodiv + patafix + tableau blanc)
  
- Une source de froid (l'air de la pièce)
+
==6/ Micro-organismes==
 +
– Discussion sur les micro-organismes utiles/dangereux (imprimé caisse blanche)
  
 +
– Fabrication de micro-organismes en pâte à modeler (pâte à modeler, assiette en carton, feutre et imprimé caisse blanche + film plastique caisse blanche si emporter)
  
 +
===7/ Opt2, Course des levures===
 +
– Discussion autour du fait du fait de pouvoir ou non voir les micro-organismes sans instrument : Conséquence de leurs vies
  
 +
– Mettre dans un pot de l’eau chaude, de la farine, du sucre et de la levure de boulanger. Regarder quel pot déborde le plus (faire des pâtes pas trop liquide de façon à emprisonner le plus de gaz possible).
  
 +
– Pour aller plus loin, donner du levain aux enfants, leurs faire goûter du pain au levain, à la levure fraiche et à la levure chimique pour qu’ils comparent.
  
<br />
+
===8/ Mains sale===
|Step_Picture_00=Moteur_air_chaud_page3.jpg
+
– Discussion autour des gestes barrières
}}
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Fonctionnement du moteur
 
|Step_Content=Afin d'expliquer le fonctionnement de ce moteurj'ai considéré l'état du déplaceur et du piston à 4 moments dans le cycle qui se répète à l'infini.... tant que la flamme de la bougie réchauffe l'extrémité basse du cylindre et que l'air de la pièce reste suffisamment froid...
 
  
 +
– Jeu des mains sales (sac mains sales complet)
  
Ces deux sources, chaude et froide, sont absolument nécessaires pour produite de l'énergie mécanique ! C'est la différence de température entre ces deux sources qui est à l'origine de cette énergie mécanique.
+
==='''9'''/ Opt2, Éternuement===
 +
– Jeu sur les éternuements, éternuements dans la main et éternuement dans un masque
  
 +
==='''10/''' L’hérédité===
 +
– Discussion yeux bleue / yeux marron (tableau blanc)
  
On peut d'ailleurs accélérer la rotation du moteur, soit en chauffant plus fort la partie chaude, soit en refroidissant plus fort la partie froide, à l'aide d'un glaçon par exemple...
+
– Jeu des petits poids de Mendel (jeu des petits pois, imprimé caisse blanche)
|Step_Picture_00=Moteur_air_chaud_page4.jpg
 
}}
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Une suite possible
 
|Step_Content=Je trouve tout à fait fascinant de voir tourner ce petit moteur réalisé avec si peu de moyens. Avec de tels moyens il aurait été impossible de réaliser un moteur à combustion interne (moteur à explosion) !
 
  
 +
– Discussion sur l’ADN
  
Ce petit moteur fonctionne d'ailleurs tellement bien que l'on doit pouvoir l'utiliser pour quelques expériences de physique.
+
==='''11'''/ ADN===
 +
– Extraction d’ADN (voir matos sac extraction ADN complet)
  
 +
==='''12'''/ Suite et fin===
 +
– ''Opt2'' : Coupe de cellule d’oignon et observation aux microscopes
  
Par exemple on pourrait imaginer un système qui permettrait de mesurer sa puissance...qui est faible...
+
– ''Opt2'' : Quiz des maquettes de cellules => Voir Jemima
  
 +
– ''Opt2'' : Jeu des Phalènes du bouleau (introduction à la sélection naturelle) => Voir Lou
  
Ce pourrait être un excellent sujet de TPE pour un élève de terminale. !
+
– ''Opt2'' : Jeu des lignées évolutives (suite cladistique) => Voir Lou
}}
 
{{Notes}}
 
{{Tuto Status
 
|Complete=Published
 
 
}}
 
}}

Version du 2 septembre 2020 à 16:17

Group-Le monde de l invisible Sans titre.png

Group-Le monde de l invisible bacteria-108895 960 720.jpg

Le monde de l'invisible

Découvrons ensemble le monde de l'invisible. Le déroulé suivant est inspiré par les sciences en bas de chez toi 2020 de l'antenne de Caen.

Une dizaine d'heure 6 à 14 ans

Déroulé

Le monde de l’invisible

Nota :

  • opt1 : Corresponds à des expériences optionnelle dont le matériel est prêt
  • opt2 : Corresponds à des expériences optionnelles dont le matériel n’est pas prêt

Matos à acheter :

– Assiette carton

– Sac poubelle

Matos à préparer

– Pâte à modeler (à voir selon réserve)

– Charger pompe

– Charger PC

Matos à rajouter dans la caisse grise :

– Javel

– Sac poubelle

– Savon pour les mains

– Papier absorbant

Matos à rajouter caisse blanche pâte à modeler

– Pâte à modeler

– Assiette carton

Matos cave

– Tableau blanc

– Tables

– Tente

– Piquet !

Matos à rajouter dans le sac ADN

– Bananes

Déroulé :

1/ Intro

Discussion autour de la notion de visible et invisible, des sens

2/ Illusion d’optique

– Faire les illusions, utilisation de règle pour vérifier (caisse blanche) ;

Opt2 : Test du gorille sur la tablette (vidéo sur la tablette)

Opt2 : Expérience du trou dans la main avec des rouleaux de carton

– Fabrication de thaumatrope pique à brochette (sac thaumatrope + ciseaux et feutres caisse blanche) ;

Discussion autour de la nécessité d’utiliser des outils de mesure et d’observation car sens pas suffisant

3/ Les tailles

– Quiz des tailles (caisse blanche)

– Micron µ (maquette + caisse blanche)

  1. Étage 1 : Fourmis
  2. Étage 1 : Collembole
  3. Étage 1 : Poussière, petite
  4. Étage 2 : Poussière, grande
  5. Étage 2 : Cheveu
  6. Opt1, Étage 2 : Penicilium
  7. Étage 2 : Cellule humaine, petite
  8. Étage 3 : Cellule humaine, grande
  9. Étage 3 : Bactérie
  10. Opt1, Étage 3 : Diatomée
  11. Opt1, Étage 3 : Streptococcus thermophilus
  12. Opt1, Étage 3 : Cyanobactérie
  13. Étage 3 : Photon
  14. Étage 3 : Virus

4 / Observations

– Observation tous azimuts avec des loupes (caisse blanche)

– Chasse aux insectes avec les loupes (caisse blanche)

– Observation des lames avec les foldscopes (caisse blanche)

– Montage de cheveux + observation foldscopes (caisse blanche)

– Observation tous azimuts avec les microscopes (caisse blanche + PC)

– Observation des lames avec microscope (caisse blanche + PC)

– Observation des insectes capturés + larves de moustiques avec microscope (caisse blanche + PC)

Opt2, Peluchologie (introduction à la cladistique)

5/ Opt1, Discussions diverses

– Établissement de critère sur vivant pas vivant (matos mallette biodiv + patafix + tableau blanc)

– Discussion sur quelles espèces sur quels milieux (matos mallette biodiv + patafix + tableau blanc), élargissement sur la notion de R0 (tableau blanc)

– Quelle biodiversité chez toi et moi (matos mallette biodiv + patafix + tableau blanc)

6/ Micro-organismes

– Discussion sur les micro-organismes utiles/dangereux (imprimé caisse blanche)

– Fabrication de micro-organismes en pâte à modeler (pâte à modeler, assiette en carton, feutre et imprimé caisse blanche + film plastique caisse blanche si emporter)

7/ Opt2, Course des levures

– Discussion autour du fait du fait de pouvoir ou non voir les micro-organismes sans instrument : Conséquence de leurs vies

– Mettre dans un pot de l’eau chaude, de la farine, du sucre et de la levure de boulanger. Regarder quel pot déborde le plus (faire des pâtes pas trop liquide de façon à emprisonner le plus de gaz possible).

– Pour aller plus loin, donner du levain aux enfants, leurs faire goûter du pain au levain, à la levure fraiche et à la levure chimique pour qu’ils comparent.

8/ Mains sale

– Discussion autour des gestes barrières

– Jeu des mains sales (sac mains sales complet)

9/ Opt2, Éternuement

– Jeu sur les éternuements, éternuements dans la main et éternuement dans un masque

10/ L’hérédité

– Discussion yeux bleue / yeux marron (tableau blanc)

– Jeu des petits poids de Mendel (jeu des petits pois, imprimé caisse blanche)

– Discussion sur l’ADN

11/ ADN

– Extraction d’ADN (voir matos sac extraction ADN complet)

12/ Suite et fin

Opt2 : Coupe de cellule d’oignon et observation aux microscopes

Opt2 : Quiz des maquettes de cellules => Voir Jemima

Opt2 : Jeu des Phalènes du bouleau (introduction à la sélection naturelle) => Voir Lou

Opt2 : Jeu des lignées évolutives (suite cladistique) => Voir Lou

Objectifs

Expériences

Membres du groupe

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Nathanaël Latour

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popieul elie

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