Loi de Mariotte
On cherche à montrer le lien entre pression et volume pour une quantité de gaz donnée à température constante.
L'objectif est donc de déterminer P=f(V).
Protocole
Après avoir enfermé une quantité de gaz dans une seringue, on relie la seringue à une pressiomètre.
La pression initiale est égale à la pression de la pièce.
On fait ensuite varier le volume du gaz en appuyant ou en tirant sur le piston.
Mesures
Noter les couples de valeurs (P,V) dans une tableau de mesures ou directement dans un tableur.
Un exemple de valeurs obtenues est indiqué dans le tableau ci-dessous.
Volume mL | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 |
Pression hPa | 1895 | 1425 | 1132 | 947 | 815 | 710 | 625 | 565 | 515 |
Construction du graphe
A partir des valeurs expérimentales, et en utilisant le tableur pour rechercher le meilleur modèle, établir la relation P(V) reliant les deux grandeurs pour cette quantité de gaz, à température constante.
Une explication de la méthode à utiliser est fournie dans la vidéo ci-dessous.
Conclusion
On comprend bien avec la schématisation d'une seringue contenant un gaz que l'on va comprimer ou détendre, que si le volume est divisé par deux les particules de gaz sont alors deux fois plus rapprochées et heurteront les parois deux fois plus souvent donc la pression doublera.
Diviser le volume revient à multiplier d'autant la pression : PxV=cte
Variation de pression dans un liquide
Lorsqu’on plonge on ressent rapidement une “pression” dans les oreilles. On se propose ici de mesurer la variation de la pression lorsqu’on descend sous la surface d’un liquide.
On va donc chercher le modèle P=f(h) où P est la pression et h la profondeur sous le liquide
Protocole
Mesures
- Mesurer la pression en Pa (Pascal) dans la salle, puis la mesurer pour huit profondeurs différentes.
- Tracer P=f(h) et donner l’équation du modèle
- Vérifier que le modèle correspond à la loi fondamentale de l’hydrostatique : P=P_0+\rho_{eau} \times g \times h
Conclusion
Expliquer comment un plongeur peut estimer la pression en fonction de la profondeur à laquelle il souhaite aller.
“On gagne 1 bar tous les 10m” : Justifier cette affirmation.