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Contrôle des connaissances
1. Réponds par vrai ou faux.
a. La pression atmosphérique se mesure avec un manomètre.
Faux. Elle se mesure avec un baromètre.
b. L’air est incompressible, car son volume ne change pas.
Faux. L’air est compressible, son volume peut varier sous une force exercée.
c. La pression de l’air dans une seringue bouchée augmente lorsqu’on pousse le piston.
Vrai.
d. La pression de l'air dans le pneu d’une voiture se mesure avec un baromètre.
Faux. Elle se mesure avec un manomètre.
e. Lors de l’expansion d’un gaz, son volume diminue.
Faux. Lors de l’expansion, son volume augmente.
2. Extraire une information.
- La pression atmosphérique dans l’atmosphère diminue avec l’altitude.
- La pression atmosphérique se mesure avec un baromètre.
3. Convertis les valeurs suivantes :
- 1 mbar = 0,001 bar
- 1 hPa = 100 Pa
- 1 bar = 1 000 mbar
- 1 mbar = 1 hPa
Exercices d'application
4. Comparaison de pression d’un gaz.
a. Dans la Fig. 1 :
- Le manomètre indique une pression de 1 bar.
- L’air dans la seringue est-il comprimé ?
Non, le piston n’est pas encore poussé, donc l’air n'est pas comprimé.
b. Comparer la pression dans les 4 figures :
- Fig. 1 : 1 bar
- Fig. 2 : 1,5 bar
- Fig. 3 : 2 bar
- Fig. 4 : 3 bars
La pression augmente à mesure que l’on pousse le piston et que le volume diminue.
5. Volume et pression d’un gaz.
a. Qu’introduit-on dans un pneu pour le gonfler ?
- De l’air.
b. Avec quel appareil mesure-t-on la pression de l’air dans un pneu ?
- Avec un manomètre.
c. Après gonflage, l’appareil indique 2,3 bars. La notice impose 2 bars.
Que faut-il faire ?
- Il faut dégonfler légèrement pour ramener la pression à 2 bars.
d. 1 bar vaut 1 000 hPa.
- Donc, 2,3 bars = 2 300 hPa.
6. Compression ou expansion de l’air.
a. Lorsqu’on pousse le piston d’une seringue bouchée :
- L’air subit une compression.
b. Lors de la compression :
- Le volume diminue,
- La pression augmente,
- Mais le nombre de particules d’air ne change pas.
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7. Variation de la pression d’un gaz en fonction de son volume.
a. Compression ou expansion ?
L’air contenu dans la seringue subit :
- Une expansion (détente) lorsque le piston est tiré.
b. Pourquoi la pression diminue-t-elle ?
La pression de l’air diminue car le volume de l'air augmente.
c. Comparaison des masses :
- La masse de l'air reste la même car la quantité d’air n’a pas changé, même si la pression a varié.
8. Dioxyde de carbone.
a. Pourquoi la pression a-t-elle diminué ?
La pression diminue car :
- Le dioxyde de carbone s’est dissout dans l’eau.
b. Choisir la bonne proposition :
- La pression a diminué car une partie du dioxyde de carbone s’est échappée du flacon ou s’est dissoute dans l’eau.
9. Bouteille après randonnée en montagne.
Pourquoi la bouteille s’écrase ?
La bouteille s’écrase en raison de la différence de pression :
- Au bas de la montagne, la pression atmosphérique est plus grande qu’au sommet.
- Lors du retour en plaine, la pression extérieure augmente, ce qui écrase la bouteille.
Démarche d’investigation : La pression en fonction du volume.
- Matériel :
- Une seringue munie d’un manomètre.
- Protocole expérimental :
- Place le piston à différentes positions pour effectuer des mesures : compression et expansion.
- Varie le volume de 5 cm³ en 5 cm³ et note la pression correspondante.
Exploitation des résultats :
- Comment évolue la pression lorsque le volume varie ?
- La pression de l’air augmente quand le volume diminue (compression).
- La pression de l’air diminue quand le volume augmente (expansion).
- Interprétation des mesures :
- La valeur de pression indiquée par le manomètre varie proportionnellement à l’inverse du volume.
Conclusion : Lors de la compression, le volume diminue, la pression augmente, mais la masse de l’air reste constante.
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