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Loi de Charles



  1. #1
    Faya'

    Loi de Charles

    Bonjour, voila je suis un éléve de licence 1 à la faculté, et j'ai un gros probleme.
    Je dois realiser une experience montrant l'évolution de la pression en fonction de la temperature tout en gardant le volume constant. Comme vous pouvez l'imaginer, ce n'est pas facile de garder le volume constant lorsqu'on modifie la temperature.

    Pour cella mon profeseur m'a donné une experience. Je vais vous decrire le montagne précisement.

    Nous avons tout d'abord un ballon contenant de l'air, celui ci va etre chauffer en bain marie. Ce ballon est relier a un petit tuyau qui est brancher a l'extremité d'un "U" en verre (voyez vous ce que c'est ? un "U" en tuyau de verre). Ce "U" contient de l'eau distillée, donc par logique les deux niveaux de l'eau dans chaque branche son au meme niveau (a la meme hauteur).
    Lorsqu'on commence a chauffer l'aire se trouvant dans le ballon, celui ci ce dillate et grace au tuyau qui le relit au "U", il déplace le niveau de l'eau distillé se trouvant dans ce "U".
    Ainsi nous avons une distance dH, qui represente la difference de messure entre les deux nouveaux niveau de l'eau distillée.

    Grace a ce dH, nous pouvons retrouver la pression qui se trouve dans le ballon.
    Je vous monte un pdf que j'ai trouvé sur google qui represente un peu cette experience.
    http://lps.epfl.ch/webdav/site/lps/shared/TGp.pdf
    Elle se trouve a la page 6 du pdf (attention mon experience n'est pas totalement celle ci, je n'ai pas de robinet qui me permet de garder au sens stricte le meme volume)

    Alors mon probleme que mon profeseur m'a donnée, des formules qui lit le dh avec la pression du ballon, mais je ne comprend pas ces formule, et je ne comprend pas non plus comment cette experience permet de garder le volume constant et de retrouver la pression du de l'air contenu dans le ballon.

    Je vous laisse les formules :
    V = Vo + SdH
    P = Po - 2lgdH
    Je suis desolé je ne peux pas vous les expliquer.
    S est la surface donc Sdh c'est le volume du cylindre l'eau déplacé.
    Vo volume initiale, V nouveau volume.
    Po pression initiale, P nouvelle presion.
    Le "l" je ne sais pas ce que c'est.
    H c'est la différence de mesure entre les deux nouveau niveau.
    dH c'est la différence de mesure entre le nouveau niveau qui a augmenté et le niveau d'origine.

    Alors voila, est ce que quelqu un peu m'aider dans ce domaine ? Je lui en serait trés reconnaissant.
    Merci d'avance.

    -----


  2. #2
    LPFR

    Re : Loi de Charles

    Bonjour.
    Le volume d'un cylindre est égal à l surface de la section (piR²) multipliée par la longueur. C'est le SdH de votre formule.

    La différence de pression hydrostatique est ρgh où ρ est la densité du liquide (ici c'est de l'eau ρ=1000 kg/m3), 'g' l'accélération de gravité et 'h' la différence de hauteur. Le '2' apparaît car quand l'eau descend de dH dans une branche, elle augmente d'autant dans l'autre.
    Au revoir.

  3. #3
    Deaven

    Re : Loi de Charles

    Bonjour,

    Je n'ai pas très bien compris ton problème, mais il te suffit d'une seule formule pour tout comprendre : Le loi de pression hydrostatique

    Dans un même fluide, la différence de pression entre deux points séparés d'une hauteur H est .
    étant la masse volumique du fluide.
    à l'interface entre 2 fluides, les pressions sont les mêmes dans les 2 fluides ( en négligeant les tensions de surface, c'est à dire en prenant un tube suffisement large)

    Du coté du tube oû il n'y a pas le ballon, il y a la pression atmosphérique (P0), donc le fluide à l'interface fluide/air est à la pression P0, le fluide de l'autre coté du tube est plus bas d'une hauteur dH (du coté du ballon). Selon la loi de pression hydrostatique, la différence de pression est . Donc la pression du fluide est . Donc l'air dans le ballon est aussi à cette pression.

    S'il y a un signe moins, c'est que le fluide du coté du ballon est plus haut que le fluide du coté de l'atmosphère. Et le facteur 2 dans ta formule est du au fait que dH n'est pas la différence de hauteur entre les 2 interfaces fluide/air mais la différence avec leur position à l'origine (soit 2 fois moins).

    Bonne chance pour la suite

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