pression dans les gaz et pression atmosphérique I. Pression dans les gaz Interprétation cinétique de l’existence de la pression exercée par les gaz: Dans un gaz, les molécules se déplacent à grande vitesse à travers tout le récipient. Les molécules viennent donc frapper les parois et y rebondissent. Les parois sont donc soumises à un ensemble de forces :les forces pressantes. Si l’on considère un élément de paroi soumis à cette force pressante, on peut donc calculer la pression du gaz Fpressante p S Facteurs influençant la valeur de la pression exercée par un gaz. II. Si la température augmente , la vitesse moyenne des molécules augmente, les chocs sont donc « plus forts », la pression augmente. Si le volume du récipient est diminué, le parcours entre 2 chocs successifs est plus court, le nombre de chocs par seconde est plus élevé et la pression augmente. Pression atmosphérique La Terre est entourée d’une couche d’air qui est un mélange de gaz. Cette couche d’air constitue l’atmosphère. Tout comme les liquides, l’atmosphère qui nous entoure exerce des forces pressantes sur nous ainsi qui sur les faces de tous les objets. 1. Expérience historique des hémisphères de Magdebourg L'expérience des hémisphères de Magdebourg. Deux hémisphères a et b peuvent s'appliquer étroitement l'un contre l'autre pour constituer une cavité sphérique hermétiquement close lorsque le robinet, R, est fermé. Après avoir fait le vide à l'intérieur de cette cavité, on ne peut séparer les hémisphères qu'en appliquant en M et N des forces capables de vaincre les forces pressantes atmosphériques et dont l'intensité est d'autant plus grande que la surface de base des hémisphères est plus grande. Quand cette expérience fut réalisée pour la première fois par Otto de Guericke, le maire de Magdebourg (Allemagne) en 1654, avec des hémisphères de grand diamètre, il fallut la force de huit chevaux, tirant de part et d'autre, pour les séparer. Lycée E. Jacqmain - Vanden Abeele - Physique 3° 1 2008-2009 pression dans les gaz et pression atmosphérique 2. Mise en évidence de la pression atmosphérique : eau encre papier Le papier ne tombe encre ne s’écoule pas en pressant la pas ventouse, l’air est chassé ; la ventouse « colle » peau < patm patm n’agit que sur la patm extérieure l’orifice inférieur agit seule sur la ventouse le carton tient toujours l’encre s’écoule malgré les poids, elle tient tjs la patm s’exerce dans toutes les directions la patm agit des 2 côtés, son effet s’annule. Seule la pesanteur provoque l’écoulement La patm est forte CCL obs CCl obs Expérience ventouse Applications : 1. Explique le fonctionnement d’une paille. Pourquoi est-il plus difficile d’aspirer s’il y a un petit trou ? 2. Explique pourquoi l’œuf « contorsionniste » entre-t-il dans la bouteille ? Lycée E. Jacqmain - Vanden Abeele - Physique 3° 2 2008-2009 pression dans les gaz et pression atmosphérique 3. Mesure de la pression atmosphérique Expérience : Remplissons de mercure un tube d’environ 1 m longueur. Bouchons le tube avec le doigt et renversons-le dans une cuve contenant du mercure. Observation : Le mercure descend et se stabilise à une hauteur de 760 mm. Observation : Quelle que soit l’inclinaison ou la forme du tube, la hauteur est la même. Conclusion : C’est la pression atmosphérique qui exerce sur la surface libre du liquide de la cuve une force qui équilibre le poids de la colonne de mercure contenu dans le tube. Calcul : La pression atmosphérique est égale à la pression exercée par cette colonne de kg mercure de 76 cm de hauteur. 13600 m³ patm= 13600 . 9,81 . 0,76 = 101396,16 Pa Unités de mesure : l’atmosphère (atm ) : le mm de mercure : le millibar (mb) / bar : 1 atm = pression atmosphérique normale 1 atm = 76 cm ou 760 mm de mercure 1 mb = 1 hPa 1 atm = 1013 mb Instruments de mesure : Le baromètre à mercure Lycée E. Jacqmain - Vanden Abeele - Physique 3° métallique 3 2008-2009