Aurelie mai 2001


loi de Mariotte : PV = constante - gaz parfaits PV=nRT

En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.


 




1

.

Une certaine quantité de gaz occupe un volume V1 de 5 mètres cube à la pression P1 =0,75.105 Pa et à la température T. L'enceinte contenant le gaz est réduite à un volume V2=1.5mètres cube, la température étant maintenue constante.

  1. Combien vaut alors la pression P2 du gaz ?  

corrigé


le produit pression (pascal ) fois volume (m3) reste constant à température constante pour une masse de gaz constante.

départ : P1=0,75 105 Pa;

V1= 5 m3

fin : P2

V2= 1,5 m3

5*0,75 105 = 1,5* P2

P2 = 5*0,75 105/ 1,5 = 2,5 105 Pa = 2,5 bars 


2

Gaz sous forte pression

 

Une bouteille d'acier de volumeV1=30L, dont le fond est un disque plat de rayon R=20cm, contient un gaz sous la pression P2=5 bars.

  1. Quelle est la valeur de la force pressante exercée par le gaz sur le fond de la bouteille ?
  2. Proposer un dispositif pour mesurer la pression du gaz.
  3. Quel serait le volume V2 occupé par la même quantité de gaz, à la même température, si la pression était égal à P2=2bars ?

corrigé


force pressante (N) = pression (pascal) fois surface (m²)

surface : 0,2*0,2*3,14= 0,1256 m²

pression : 5 105 Pa

force = 5 105 * 0,1256 = 62800 N.

placer un manomètre à la sortie de la bouteille.


départ : P1=5 105 Pa;

V1= 0,03 m3

fin : P2=2 105 Pa;

V2

0,03*5 105 = 2 105 * V2

V2 = 0,03*5 105/ 2 105 =0,03*5/2 =0,075 m3 = 75 L


3

3 flacons et 2 robinets

Trois flacons de volume V1=5 L ,V2=2 L ,V3=1 L sont reliés par l'intermédiaire de tuyaux de volume négligeable, munis de robinets .

Au départ, les robinets R1 et R2 sont fermés. Seul le flacon de volume V1 contient un gaz sous la pression P1=2.105Pa, les deux autres flacons étant vides. La température du gaz est supposée constante pendant l'expérience.

  1. On ouvre le robinet R1. Quelle est la pression finale dans le flacon de volume V1 ?
  2. On ouvre ensuite le robinet R2. Quelle est la pression finale dans le flacon de volumeV3 ?

corrigé


départ : P1=2 105 Pa;

V1= 0,005 m3

après ouverture de R1 : P2

V2= (5+2)10-3 m3

0,005*2 105 = 0,007* P2

P2 =0,005*2 105 / 0,007 = 5*2 105 / 7 =1,428 105 Pa = 1,428 bars 

la pression est la même dans les deux flacons


départ : P1=2 105 Pa;

V1= 0,005 m3

après ouverture de R1 et R2 : P3

V3= (5+2+1)10-3 m3

0,005*2 105 = 0,008* P3

P3 =0,005*2 105 / 0,008 = 5*2 105 / 8 =1,25 105 Pa = 1,25 bars 

la pression est la même dans les trois flacons


4

marmite

La soupape d'une marmite à pression est constituée par un piston de 8 mm de diamètre maintenu par un ressort. Elle laisse échapper la vapeur quand l'intensité atteint 3,5 N.

1. Calculer la pression maximale de la vapeur dans la marmite.


corrigé


pression (pascal) exercée sur la soupape = force pressante (N) divisée par la surface soupape (m²)

surface = 3,14 * 4*4 10-6 = 5,024 10- 5

pression (Pa) = 3,5 / 5,024 10- 5 = 6,9 104 pascal ou 0,69 bar

la pression intérieure est donc supérieure de 0,69 bar à la pression atmosphérique extérieure (soit 1,69 bar)


5

bulle de gaz

Si une bulle de gaz se détache du fond d'un lac et monte à la surface:

1. Pourquoi la bulle monte?

2. Comment varie sa pression, température, volume et force ascensionnelle?


corrigé


la bulle de gaz est soumise à son poids et à la poussée d'Archimède : or la masse volumique du gaz étant bien inférieure à la masse volumique du liquide (l'eau) , la pousseé est supérieure au poids : la bulle monte.

poids = masse *9,8 = volume de la bulle fois masse volumique gaz * 9,8

poussée = poids du volume d'eau déplacé = volume de la bulle fois masse volumique eau * 9,8

 

dans l'eau la pression augmente de 1 bar tous les 10 m de profondeur:

la pression du gaz diminue lors de la montée.

en général la température est plus froide au fond du lac qu'à la suface

volume gaz = nRT/P relation des gaz parfaits

si T augmente et si P diminue alors le volume de la bulle augmente lors de la montée

force ascensionnelle = poussée - poids= volume *9,8 ( 1000 - masse volumique gaz)

la force ascensionnelle étant proportionnelle au volume, celle ci va augmenter.



retour - menu