Projet Numérique expérimental
1. Physique-Cmimie
- Présentation du projet
- Problématique et question scientifique
- Hypothèses de travail
- Stratégie
- Mise en oeuvre et résultats
- Rendement d'une cellule photovoltaïque et conclusion
2. Science et Vie de la Terre
- Présentation du projet et
problématique
- Principaux problèmes liés à la vie sur Mars
- Mise en oeuvre et résultats
- Solutions à apporter et
conclusion
Enseigement scientifique
1. Physique-Chimie
Présentation du sujet/Problématique/Question scientifique :
Dans une ou deux décennies, l'homme posera le pied sur Mars.
- Objectif : Répondre aux besoins énergétiques d'un équipage sur Mars à l'aide de panneaux solaires nécessaires au fonctionnement de leur mission.
- Problématique : Les panneaux solaires du laboratoire du lycée sont-ils adaptés à une mission sur Mars ?
- Question scientifique : Comment calculer l'énergie produite par un panneau solaire du lycée, énergie adaptée à une mission sur Mars pour couvrir les besoins énergétiques de 3 personnes ? Comment déterminer alors le nombre de panneaux nécessaires ?
Enseignement scientifique
Hypothèses de travail :
- Pas de sable qui gêne le panneau - Éclairage avec une lampe
E= Pxt
Valeurs utilisées
- Besoins énergétiques moyens quotidien pour un équipage de 3 personnes : 150 kWh - Ensoleillement (éclairement) sur Mars : 150 W.m² - Durée d'une journée sur Mars : 24 h - Nombre de cellules : 72 - Surface du panneau :2,5.103 m x 1,9.103 m
=Pmax/PR =Pmax/ExS x100
Enseignement scientifique
Stratégie :
Première partie : - Réaliser le montage permettant d'étudier la tension aux bornes d'une cellule photovoltaïque en fonction de l'intensité (avec le bon éclairement : 150 W.m²) - Faire varier la résistance et prendre les mesures nécessaires (sur un tableau excel) - Réaliser le graphique de la puissance P en fonction de la tension U (à l'aide du logiciel Excel) - Calculer la puissance maximale Pmax ainsi que la tension maximale Umax (à l'échelle) - Calculer l'énergie fournie par 1 panneau à l'aide de la relation entre l'énergie et la puissance E=Pxt - En déduire le nombre de panneaux solaires nécessaires à un besoin énergétique de 150 kWh (besoins énergétiques de 3 personnes) Deuxième partie : - Calculer le rendement d'une cellule photovoltaïque - Conclure
Enseignement scientifique
Mise en oeuvre et résultats :
2. Réalisation du graphique et calcul de Pmax et Umax
3. Calcul de l'énergie fournie par un panneau
1. Résultats obtenus suite à la réalisation du montage
E=Pmax x t =9,4.10-2 x 12 = 1,13W/h
Pmax => 9,4.10-2 W Umax => 14,5 V
4. Calcul de l'énergie nécessaire aux besoins énergétiques de 3 personnes
1 panneau=>1,13 Wh? panneau=>150kWh
=> environ 133.103 panneaux
Enseignement scientifique
Rendement d'une cellule photovoltaïque et conclusion :
Rendement d'une cellule photovoltaïque : Rendement=Pmax / PR (puissance lumineuse reçue par cellule) =Pmax / E (éclairement) x S (surface de la cellule) <=> 9,4.10-2 / 150 x (2.5.10-2 x1,9.10-2)x72 x100 =1.8 % Conclusion : Les panneaux solaires du lycée ne sont pas adaptés à la mission sur Mars.
Enseignement scientifique
2. Sience et vie de la Terre
Présentation du projet et problématique :
Aujourd'hui, partir vers Mars est considéré comme un aller simple.
Objectif : Établir les conditions idéales de la photosynthèse afin de rentabiliser au maximum les cultures envisagées afin d'économiser l'énergie rare dans les conditions de vie sur Mars.
Problématique : L'efficacité de la photosynthèse change-t-elle en s'éloignant du soleil ? La qualité de la lumière reçue change-t-elle l'efficacité de la photosynthèse ?
Rappel sur la photosynthèse...
Enseignement scientifique
Principaux problèmes liés à la vie sur Mars :
Principaux problèmes liés à la vie sur Mars : - Pas d'eau liquide (Mars est composée de glace) - Température très faible - Puissance solaire faible - Mars est plus éloignée du soleil que la Terre - Épaiseur de l'atmosphère mince (ce qui limite son pouvoir protecteur) - Faible pression atmosphérique
Enseignement scientifique
Mise en oeuvre et résultats :
Graphique 1 : Variation d'O2 et de CO2 en fonction des différentes couleurs de la lumière
Enseignement scientifique
Mise en oeuvre et résultats :
Graphique 2 : Intensité photosynthétique en fonction de l'intensité lumineuse
Enseignement scientifique
Mise en oeuvre et résultats :
Graphique 3 : Variations de la quantité d'O2 et de CO2 en fonction de la lumière et du temps
Enseignement scientifique
Solutions à apporter et conclusion :
Solutions : Créer artificiellemnt des conditions favorables à la croissance des plantes sur Mars :> Chauffer l'eau à l'aide de panneaux solaires >Bien isoler les bâtiments pour garder un maximum de chaleur > Mettre une serre en verre Conclusion : En s'éloignant du soleil, la photosynthèse est moins efficace. De plus, la qualité de la lumière change notamment selon la couleur.
Enseignement scientifique
FIN
Genially sans titre
jessica.meheux
Created on April 25, 2023
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Transcript
Projet Numérique expérimental
1. Physique-Cmimie
2. Science et Vie de la Terre
- Présentation du projet et
problématique- Principaux problèmes liés à la vie sur Mars
- Mise en oeuvre et résultats
- Solutions à apporter et
conclusionEnseigement scientifique
1. Physique-Chimie
Présentation du sujet/Problématique/Question scientifique :
Dans une ou deux décennies, l'homme posera le pied sur Mars.
- Objectif : Répondre aux besoins énergétiques d'un équipage sur Mars à l'aide de panneaux solaires nécessaires au fonctionnement de leur mission.
- Problématique : Les panneaux solaires du laboratoire du lycée sont-ils adaptés à une mission sur Mars ?
- Question scientifique : Comment calculer l'énergie produite par un panneau solaire du lycée, énergie adaptée à une mission sur Mars pour couvrir les besoins énergétiques de 3 personnes ? Comment déterminer alors le nombre de panneaux nécessaires ?
Enseignement scientifique
Hypothèses de travail :
- Pas de sable qui gêne le panneau - Éclairage avec une lampe
E= Pxt
Valeurs utilisées
- Besoins énergétiques moyens quotidien pour un équipage de 3 personnes : 150 kWh - Ensoleillement (éclairement) sur Mars : 150 W.m² - Durée d'une journée sur Mars : 24 h - Nombre de cellules : 72 - Surface du panneau :2,5.103 m x 1,9.103 m
=Pmax/PR =Pmax/ExS x100
Enseignement scientifique
Stratégie :
Première partie : - Réaliser le montage permettant d'étudier la tension aux bornes d'une cellule photovoltaïque en fonction de l'intensité (avec le bon éclairement : 150 W.m²) - Faire varier la résistance et prendre les mesures nécessaires (sur un tableau excel) - Réaliser le graphique de la puissance P en fonction de la tension U (à l'aide du logiciel Excel) - Calculer la puissance maximale Pmax ainsi que la tension maximale Umax (à l'échelle) - Calculer l'énergie fournie par 1 panneau à l'aide de la relation entre l'énergie et la puissance E=Pxt - En déduire le nombre de panneaux solaires nécessaires à un besoin énergétique de 150 kWh (besoins énergétiques de 3 personnes) Deuxième partie : - Calculer le rendement d'une cellule photovoltaïque - Conclure
Enseignement scientifique
Mise en oeuvre et résultats :
2. Réalisation du graphique et calcul de Pmax et Umax
3. Calcul de l'énergie fournie par un panneau
1. Résultats obtenus suite à la réalisation du montage
E=Pmax x t =9,4.10-2 x 12 = 1,13W/h
Pmax => 9,4.10-2 W Umax => 14,5 V
4. Calcul de l'énergie nécessaire aux besoins énergétiques de 3 personnes
1 panneau=>1,13 Wh? panneau=>150kWh
=> environ 133.103 panneaux
Enseignement scientifique
Rendement d'une cellule photovoltaïque et conclusion :
Rendement d'une cellule photovoltaïque : Rendement=Pmax / PR (puissance lumineuse reçue par cellule) =Pmax / E (éclairement) x S (surface de la cellule) <=> 9,4.10-2 / 150 x (2.5.10-2 x1,9.10-2)x72 x100 =1.8 % Conclusion : Les panneaux solaires du lycée ne sont pas adaptés à la mission sur Mars.
Enseignement scientifique
2. Sience et vie de la Terre
Présentation du projet et problématique :
Aujourd'hui, partir vers Mars est considéré comme un aller simple.
Objectif : Établir les conditions idéales de la photosynthèse afin de rentabiliser au maximum les cultures envisagées afin d'économiser l'énergie rare dans les conditions de vie sur Mars.
Problématique : L'efficacité de la photosynthèse change-t-elle en s'éloignant du soleil ? La qualité de la lumière reçue change-t-elle l'efficacité de la photosynthèse ?
Rappel sur la photosynthèse...
Enseignement scientifique
Principaux problèmes liés à la vie sur Mars :
Principaux problèmes liés à la vie sur Mars : - Pas d'eau liquide (Mars est composée de glace) - Température très faible - Puissance solaire faible - Mars est plus éloignée du soleil que la Terre - Épaiseur de l'atmosphère mince (ce qui limite son pouvoir protecteur) - Faible pression atmosphérique
Enseignement scientifique
Mise en oeuvre et résultats :
Graphique 1 : Variation d'O2 et de CO2 en fonction des différentes couleurs de la lumière
Enseignement scientifique
Mise en oeuvre et résultats :
Graphique 2 : Intensité photosynthétique en fonction de l'intensité lumineuse
Enseignement scientifique
Mise en oeuvre et résultats :
Graphique 3 : Variations de la quantité d'O2 et de CO2 en fonction de la lumière et du temps
Enseignement scientifique
Solutions à apporter et conclusion :
Solutions : Créer artificiellemnt des conditions favorables à la croissance des plantes sur Mars :> Chauffer l'eau à l'aide de panneaux solaires >Bien isoler les bâtiments pour garder un maximum de chaleur > Mettre une serre en verre Conclusion : En s'éloignant du soleil, la photosynthèse est moins efficace. De plus, la qualité de la lumière change notamment selon la couleur.
Enseignement scientifique
FIN