CM2 – Principes d’une centrale nucléaire, du moteur à explosions et de la machine à vapeur

Sur les liens qui vous sont proposés ci-dessous, il n’est pas nécessaire de lire le texte. Il peut être trop difficile. Celui que j’ai mis dans la leçon suffit largement. Le but est de regarder uniquement  les vidéos pour bien comprendre les principes.

 

Comment l’énergie nucléaire produit de l’électricité dans une centrale nucléaire ?

Dans le réacteur, des très petites particules, appelées des neutrons, cassent des gros atomes d’uranium.

Cela produit de la chaleur qui va chauffer de l’eau jusqu’à la transformer en vapeur. Cette vapeur fait tourner une turbine, (comme la vapeur fait tourner la soupape de la cocotte-minute).

En tournant, la turbine entraine un générateur. Quand le générateur tourne, il produit de l’électricité, comme les lampes avec une manivelle qui produisent de l’électricité quand on tourne la manivelle (principe de la dynamo des vélos).

Voir :

https://www.1jour1actu.com/info-animee/cest-quoi-une-centrale-nucleaire

https://www.1jour1actu.com/info-animee/dou-vient-lelectricite

https://www.ouest-france.fr/environnement/nucleaire/l-energie-nucleaire-expliquee-aux-enfants-6857785#:~:text=Ce%20noyau%20(partie%20centrale%20de,qui%20produit%20de%20l’%C3%A9lectricit%C3%A9.

http://corentin-jubertie.e-monsite.com/pages/ii-le-fonctionnement-du-nucleaire.html

Quel est le principe du moteur à explosions ? Comment avance une voiture ?

Un mélange air-essence est fortement comprimé par le piston. Une étincelle fournie par une bougie permet de faire exploser le gaz compressé qui repousse violemment le piston. En descendant, le piston fait tourner une pièce appelée le vilebrequin qui entrainera à son tour les roues.

C’est pas sorcier : 2 minutes 46 secondes

https://www.youtube.com/watch?v=5ziTd4Mv0cM&ab_channel=C%27estpassorcier

 

Pour visualiser ce qui se passe réellement dans le moteur, les 41 premières secondes de :

https://www.youtube.com/watch?v=CyIz7AfiF04

 

Une animation amusante montrant encore le fonctionnement  (1 minute 12 secondes) :

https://www.youtube.com/watch?v=bm4tV2uvRGw&ab_channel=ONF

 

De 3:55 à 4:57 : visualisation bien faite du fonctionnement du moteur  (le reste, c’est pour les plus curieux qui auront envie de comprendre ce qui se passe au démarrage du moteur, le débrayage, le différentiel, le freinage).

https://www.youtube.com/watch?v=gn0QsUDgUY0&ab_channel=Deuxgouttesdeculture

Principe de la machine à vapeur utilisée dans les locomotives à vapeur.

Une locomotive à vapeur convertit l’énergie thermique (chaleur) en énergie mécanique (travail) selon le processus suivant :

On fait brûler du charbon dans la chaudière pour chauffer de l’eau et la transformer en vapeur. Cette vapeur sous pression pousse un piston qui est relié à une roue. L’aller-retour permanent du piston permet de faire tourner la roue.

 

Remarque :

Le mouvement de translation du piston est transformé en mouvement de rotation par un système bielle-manivelle.

On expulse les gaz de combustion ainsi que la vapeur détendue par la cheminée.

Les premières locomotives à vapeur sont apparues dans les années 1800 après l’invention de la machine à vapeur. On a cessé d’utiliser commercialement les locomotives à vapeur en France vers 1972 pour les passagers et 1974 pour le transport des marchandises.

Voir les animations sous :

https://www.fondation-lamap.org/sites/default/files/upload/media/minisites/projet_transports/eleves/MachineVapeur/index.html

https://www.fondation-lamap.org/sites/default/files/upload/media/minisites/projet_transports/eleves/LocomotiveVapeur/index.html

https://fr.wikipedia.org/wiki/Locomotive_%C3%A0_vapeur#/media/Fichier:Steam_locomotive_work.gif

 

 

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