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Notion de pression
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Pression dans un liquide
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Pression dans un liquide

    • APression et profondeur

      • Définition

        La capsule manométrique

        Principe : le fluide exerce une force sur la membrane souple. Si le flexible est relié à un tube en U contenant un liquide, on peut mesurer la dénivellation.

      • Exemple

        • Si on plonge une capsule manométrique dans un liquide, on constate que la pression PP augmente avec la profondeur d’immersion.
        • À la même profondeur, on a la même pression.
        • À des profondeurs différentes, les pressions sont différentes. Plus la profondeur est grande, plus la pression est élevée.

      • Définition

        Relation profondeur/pression

        • Fonction affine : P=a×z+bP = a \times z + b aa est fonction de la masse volumique du liquide et gg l’intensité de la pesanteur. bb est l’ordonnée à l’origine. C’est la pression pour une profondeur de 0 m0 \ m soit la surface du liquide donc il s’agit de la pression atmosphérique.
        • La pression augmente avec la profondeur. À une profondeur zz, la pression est donnée par :
          • P=Patm+ρ×g×zP = P_{atm} + \rho \times g \times z
        • Cette relation montre qu'à une même profondeur, la pression sera identique car le zz est le même.

      • Remarque

        • La différence de pression ΔP\Delta P entre deux points d’un liquide de profondeur z1z_1 et z2z_2 est égale à ΔP=P2−P1=ρ×g×(z2−z1)\Delta P = P_2 - P_1 = \rho \times g \times (z_2 - z_1)

    • BLe gaz dans un liquide

      • Propriété

        Gaz dans un liquide

        • Les gaz peuvent se dissoudre dans un liquide.
        • La quantité de gaz qui peut se dissoudre dans un liquide, par unité de volume, est appelée solubilité du gaz. Elle s’exprime en mol.m−3mol.m^{-3}.
        • Cette quantité de gaz dissous dépend de la pression du gaz au-dessus du liquide.
        • Plus la pression est élevée, plus la quantité de gaz dissoute est grande. Si elle est faible, la quantité de gaz dissoute est petite.

      • Exemple

        • Les boissons gazeuses contiennent du dioxyde de carbone.
        • L’eau des rivières contient du dioxygène (ce qui permet aux poissons de respirer).

      • Propriété

        Gaz en altitude

        La pression est plus faible en altitude, ce qui implique que la quantité de dioxygène disponible pour l’organisme humain est petite. Cela a comme conséquence d’avoir des performances sportives moindres en altitude.

      • Exemple

        • L’eau ne bout pas à 100∘C100^\circ C en altitude. La température d’ébullition de l’eau (passage de l’état liquide à l’état gazeux) est inférieure à 100∘C100^\circ C.
        • Les oreilles qui se bouchent quand on monte en altitude.

      • Propriété

        Gaz en plongée

        En profondeur, la pression augmente.

      • Exemple

        Plongée sous-marine :
        • la quantité de gaz dissous dans le sang augmente avec la pression, ce qui peut provoquer des anomalies pour le plongeur (ex. : ivresse). Lors de la remontée, les plongeurs doivent observer des paliers de décompression pour que le diazote ait le temps d’être évacué par les poumons.

    • CLa loi de Boyle-Mariotte et d’Avogadro-Ampère ou volume des gaz

      • Remarque

        Les physiciens Boyle et Mariotte ont établi la relation qui relie le volume d’un gaz et sa pression.

      • Propriété

        Loi Boyle-Mariotte

        • À température constante, pour une quantité de matière donnée d’un gaz, le produit de la pression PP par le volume VV de ce gaz est invariant ce qui se traduit par :
          • P×V=P \times V = constante.
        • Conséquence : une quantité de matière donnée de gaz occupe un volume indépendant de la nature du gaz, à température et pression identiques.

      • Propriété

        Volume d’une mole de gaz

        • Le volume occupé par une mole de gaz à 20∘C20^\circ C et à la pression atmosphérique soit 1013 hPa1013 \ hPa.
        • Ce volume est appelé volume molaire et est égal à 24 L.mol−124 \ L.mol^{-1}.
        • Dans les CNTP : Conditions Normales de Température et de Pression, c’est-à-dire sous une pression de 1 atm1 \ atm et à 0∘C0^\circ C, il est de 22,4 mol−122,4 \ mol^{-1}.
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