Le bateau à vapeur

[laura16P]

Bonjour,

Quels sont les phenomènes physiques intervenants dans le fonctionnement d'un bateau à vapeur ?
J'ai besoin d'une description très detailler

Quelqu'un pourrais t-il m'aider svp ?
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[Paraboloide_Hyperbolique]

Bonsoir,

Les mêmes que dans n'importe quelle machine à vapeur (+ le principe d'action-réaction de Newton quand les pales des roues à aubes "poussent" l'eau).
Si ce n'est pas déjà fait, commencez par vous documenter. Par exemple sur: http://fr.wikipedia.org/wiki/Machine_%C3%A0_vapeur

Si cela est déjà fait, sur quels points de compréhension bloquez-vous ?

[laura16P]

j'ai un projet de physique, je doit contruire quelque chose qui fait intervenir un phenomène physique. j'ai donc fabriqué un bateau à vapeur. Je dois décrire les phenomène physique qui interviennent. j'ai noté ceci déja mais c'est loin d'etre complet :
- Dilatation de l’eau sous l’effet de la chaleur : quand un corps reçoit de la chaleur, il se dilate. En chauffant, l’eau se transforme en vapeur. Celle-ci prend 1700 plus de place que l’eau. Puisque l’eau est enfermé une pression va s’exercée lors de la transformation d’eau en vapeur. Cette pression est suffisamment forte pour déplacer des véhicules.
La vapeur était une des premières sources d’énergie utilisée pour faire déplacer un moyen de locomotion ou faire fonctionner une machine. Elle a pris une place très importante lors de la révolution industrielle mais elle a très vite été remplacée par des énergies mécaniques à partir du 20éme siècle.
La vapeur, qui possède de l’énergie thermique, est produite dans un générateur dit « chaudière » ; elle est ensuite utilisée dans le moteur proprement dit, et s'échappe finalement dans l'atmosphère ou dans un condenseur. Elle est transformée en énergie mécanique.

Il me manque quoi ?

[Paraboloide_Hyperbolique]

j'ai un projet de physique, je doit contruire quelque chose qui fait intervenir un phenomène physique. j'ai donc fabriqué un bateau à vapeur. Je dois décrire les phenomène physique qui interviennent. j'ai noté ceci déja mais c'est loin d'etre complet :
- Dilatation de l’eau sous l’effet de la chaleur : quand un corps reçoit de la chaleur, il se dilate. En chauffant, l’eau se transforme en vapeur. Celle-ci prend 1700 plus de place que l’eau. Puisque l’eau est enfermé une pression va s’exercée lors de la transformation d’eau en vapeur. Cette pression est suffisamment forte pour déplacer des véhicules.
La vapeur était une des premières sources d’énergie utilisée pour faire déplacer un moyen de locomotion ou faire fonctionner une machine. Elle a pris une place très importante lors de la révolution industrielle mais elle a très vite été remplacée par des énergies mécaniques à partir du 20éme siècle.
La vapeur, qui possède de l’énergie thermique, est produite dans un générateur dit « chaudière » ; elle est ensuite utilisée dans le moteur proprement dit, et s'échappe finalement dans l'atmosphère ou dans un condenseur. Elle est transformée en énergie mécanique.

Il me manque quoi ?

Petite contradiction: la vapeur d'eau fournit de l'énergie mécanique: ok. Elle n'a cependant pas pu être remplacée par des énergies mécaniques au début du 20ème siècle puisqu'elle en fournit ! Il vaut mieux dire qu'elle a été remplacée par des sources d'énergies mécaniques plus performantes (à savoir le pétrole et l'électricité.), c'est-à-dire dont la conversion énergie chimique/énergie mécanique (pour le pétrole) et énergie électrique/énergie mécanique (pour l'électricité) possèdent des rendements (définir cette notion) nettement supérieurs à la conversion énergie thermique/énergie mécanique (pour la vapeur).

Ensuite, il faudrait décrire comment une machine à vapeur convertit l'énergie thermique de la vapeur en énergie thermique (le fait que vous l'ayez écrit et compris est un excellent point): système du piston; qui joue sur une différence de pression entre la vapeur entrante et la pression extérieure (celle de l'atmosphère d'habitude). Un "plus" serait peut-être de parler du piston à double-action.

Préciser aussi quelle est l'utilité d'un condensateur serait un bon point.

Enfin, je pense qu'il faudrait citer (mais il s'agit sans-doute d'un détail) le principe d'action-réaction comme signalé dans mon premier message.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
Si vous devez construire quelque chose, ne choisissez surtout pas une machine à vapeur !

Je vous suggère un ludion. C'est une curiosité bien oubliée de nos jours et sur laquelle on peut parler du principe d'Archimède et de la compressibilité de l'air.
Au revoir.

[sitalgo]

B'jour,

- Dilatation de l’eau sous l’effet de la chaleur : quand un corps reçoit de la chaleur, il se dilate.

Ambigu, si on distingue eau et vapeur comme par la suite, cela signifie que la dilatation de l'eau liquide joue un rôle. C'est bien entendu le passage eau liquide-eau vapeur qui compte.

En chauffant, l’eau se transforme en vapeur.

C'est donc suffisant.

Celle-ci prend 1700 plus de place que l’eau.

Préciser : à la pression atmo.

Puisque l’eau est enfermée une pression va s’exercer lors de la transformation d’eau en vapeur. Cette pression est suffisamment forte pour déplacer des véhicules.

OK.

La vapeur, qui possède de l’énergie thermique, est produite dans un générateur dit « chaudière » ; elle est ensuite utilisée dans le moteur proprement dit, et s'échappe finalement dans l'atmosphère ou dans un condenseur. Elle est transformée en énergie mécanique

La vapeur possède bien une énergie thermique mais ce n'est pas ce qu'on utilise. Comme tu le dis plus haut, c'est le moyen d'obtenir une pression et donc une énergie mécanique potentielle (comme un réservoir d'air comprimé). L'énergie mécanique est donc déjà produite dans la chaudière. Le moteur va transformer cette énergie de pression, par le biais de la vitesse du fluide et non de sa température (les éolienne fonctionnent à l'air froid), en énergie de mouvement (déplacement, force, couple)

La vapeur était une des premières sources d’énergie utilisée pour faire déplacer un moyen de locomotion ou faire fonctionner une machine.

Bateau à voile, moulin à vent, moulin à eau ?
Les machines à vapeur permettaient d'avoir une source d'énergie sans devoir attendre le vent ou être à côté d'une rivière et de disposer d'une puissance bien supérieure à la puissance animale.

[apprenti-soudeur]

Bonjour,

la chaudière est un élément important de la machine à vapeur. Des mécaniciens approvisionnaient le charbon et régulaient les flux de pression par des vannes manuelles en fonction des consignes du conducteur de l'engin. La machine à vapeur n'était pas automatisée et avait besoin, en permanence, d'une équipe de personnel spécialisé.

Les moteurs à combustion interne qui sont arrivés par la suite sont plus simple d'utilisation et sans risque d'explosion d'une chaudière.

ps : pour ton exposé, tu peux mentionner les différents types de charbon avec leurs propriétés respectives.

[laura16P]

J'ai pu améliorer mon texte grâce a vos commentaire

En chauffant, l’eau se transforme en vapeur. Celle-ci prend 1700 plus de place que l’eau à la pression atmosphérique. Puisque l’eau est enfermé une pression va s’exercée lors de la transformation d’eau en vapeur. Cette pression est suffisamment forte pour déplacer des véhicules.
La vapeur était une des premières sources d’énergie utilisée pour faire déplacer un moyen de locomotion ou faire fonctionner une machine. Les machines à vapeur permettaient d'avoir une source d'énergie sans devoir attendre le vent ou être à côté d'une rivière et de disposer d'une puissance bien supérieure à la puissance animale. Elle a pris une place très importante lors de la révolution industrielle mais elle a été remplacée par des sources d'énergies mécaniques plus performantes (à savoir le pétrole et l'électricité.), c'est-à-dire dont la conversion énergie chimique/énergie mécanique (pour le pétrole) et énergie électrique/énergie mécanique (pour l'électricité) possèdent des rendements (le rendement est une grandeur qui caractérise l'efficacité d'une transformation. Il caractérise généralement la conversion d'une forme d'énergie en une autre) nettement supérieurs à la conversion énergie thermique/énergie mécanique (pour la vapeur).
La vapeur possède une énergie thermique mais ce n'est pas ce qu'on utilise. C’est le moyen d'obtenir une pression et donc une énergie mécanique potentielle (comme un réservoir d'air comprimé). L'énergie mécanique est donc déjà produite dans la chaudière. Le moteur va transformer cette énergie de pression, par le biais de la vitesse du fluide et non de sa température (les éolienne fonctionnent à l'air froid), en énergie de mouvement (déplacement, force, couple). La vapeur s'échappe finalement dans l'atmosphère ou dans un condenseur. La condensation permet de refroidir la vapeur.
Le système du piston joue sur une différence de pression entre la vapeur entrante et la pression extérieure (celle de l'atmosphère d'habitude). Le piston à double-action où la vapeur entraîne le piston, lors de sa montée et de sa descente. La puissance de la machine en était fortement augmentée.

Est-ce correct ?

Pour la loi de Newton, mon bateau n'a pas de pales (des roues à aubes) Dois-je quand même l'indiquer ?

[Garion]

Puisque l’eau est enfermé une pression va s’exercée lors de la transformation d’eau en vapeur. Cette pression est suffisamment forte pour déplacer des véhicules.

C'est un peu léger cette partie là. Il faudrait parler de la vapeur qui pousse un piston, puis de l'évacuation de la vapeur qui laisse le piston revenir en place. Du fait que le piston est (souvent) relié à une bielle pour transformer le mouvement de translation en mouvement de rotation.

[Paraboloide_Hyperbolique]

Le moteur va transformer cette énergie de pression, par le biais de la vitesse du fluide et non de sa température (les éolienne fonctionnent à l'air froid), en énergie de mouvement (déplacement, force, couple).

Est-ce correct ?

C'est déjà bien mieux.
J'éviterais cependant les termes "énergie de pression" et "énergie de mouvement", "pression" et "mouvement" suffisent amplement.

Je ne sais pas s'il faut rajouter un petit historique des machines à vapeurs, mais je vous met le lien tout de même, ne serait-ce que pour votre culture générale: http://visite.artsetmetiers.free.fr/machine_vapeur.html

Pour la loi de Newton, mon bateau n'a pas de pales (des roues à aubes) Dois-je quand même l'indiquer ?

A ce stade il s'agit d'un détail. A la rigueur, vous pouvez juste mentionner à la fin que c'est grâce au principe d'action-réaction que le bateau avance dans l'eau.

[sitalgo]

On peut citer quelques bateaux à vapeur célèbres comme le France ou le Charles de Gaulle.