Notion de pression

[rserva]

Bonjour,

J'ai une question sur la notion de pression. Il est facile de se représenter la Force de la pression atmosphérique avec le poids qu'exerce les gaz de l'atmosphère sur le corps humaine (par exemple).

Mais justement, par rapport au corps humain, la pression interne compense la pression de l'atmosphère, mais à quoi correspond physiquement parlant la pression interne. La pression externe, c'est très intuitif, on se représente littéralement de la matière (les gaz) qui nous écrase. Mais à quoi correspond la force contraire (pression interne) qui nous permet de ne pas se faire "écraser"?

J'espère ne pas avoir été trop confus.

Merci d'avance !
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[antek]

. . . Mais à quoi correspond la force contraire (pression interne) qui nous permet de ne pas se faire "écraser"?

La pression à l'intérieur de nos petites cellules, dans le réseau sanguin, dans les fluides de toute sorte ?

[flyylf]

D'après ce que je comprend, ta question se résume à la force de la pesanteur.

La pression atmosphérique (F/m²) n'est autre que l'attraction de la terre sur l'air. Tout comme nous on est plaqué au sol. La force de la pesanteur vaut Poids= masse . g(accélération de la pesanteur).

Si tu remplace l'air par des billes de plombs, tu seras bien écrasé par la pression. Heureusement pour nous la masse de l'air est infime.

De plus la raison pour laquelle toute l'air ne se situe pas à ras le sol ou pourquoi nous-même ne soyons pas écrasé sur le sol est lié à d'autres forces tel que l'électromagnétisme par exemple (liaison covalente...).

[LPFR]

Bonjour.
La pression atmosphérique nous écrase d’un chouia imperceptible jusqu’à de que le diminution de volume de l’eau de nos cellules crée une pression interne égale à la pression atmosphérique qui limite l’écrasement à pas grand chose.
Si l’eau de nos cellules n’était pas comprimée par la pression atmosphérique, son volume (et le notre) augmenterait de 0,005 %. Quelque chose comme 3,5 cm³.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[rserva]

Bonjour, merci de vos réponses!

LPFR/antek : Mais pourquoi une certaine pression s'installerait si le volume d'eau diminuait dans la cellule ? Ne serait-ce pas le contraire : la pression n'augmente-elle pas quand la quantité d'eau augmente à l'image d'un ballon de baudruche qui exploserait car il ne pouvait plus résister à la pression de l'eau?

Flyyf : La masse étant faible, si on utilise la formule P=m*g, on se rend compte que le poids l'est tout autant. La masse de l'air est, proportionnellement à d'autres matériaux, très faible, mais comme il y en a beaucoup, on peut lire à droite à gauche des masses énorme comme 10 tonnes (pour une colonne d'1 mètre carré) ; pourquoi donc la résultante n'est-elle pas que le poids soit tout aussi important?

Cordialement,

[LPFR]

...
LPFR/antek : Mais pourquoi une certaine pression s'installerait si le volume d'eau diminuait dans la cellule ? ...

Bonjour.
Vous avez compris à l’inverse : ce n’est pas parce que le volume diminue que la pression augmente. Mais c’est parce que la pression augmente que le volume diminue.

Prenez une seringue (sans aiguille). Mettez le piston au milieu et fermez la sortie avec le doigt. Si vous appuyez sur le piston, vous augmentez la pression sur l’air et le forcez à diminuer de volume.
Si vous le faites avec de l’eau à place de l’air le résultat sera le même. Mais la diminution de volume sera bien trop faible pour la voir.
Au revoir.

[Dynamix]

Salut

Mais pourquoi une certaine pression s'installerait si le volume d'eau diminuait dans la cellule ? Ne serait-ce pas le contraire : la pression n'augmente-elle pas quand la quantité d'eau augmente à l'image d'un ballon de baudruche qui exploserait car il ne pouvait plus résister à la pression de l'eau?

Sous l' effet d' une pression le volume diminue , mais la quantité ne varie pas .

on peut lire à droite à gauche des masses énorme comme 10 tonnes (pour une colonne d'1 mètre carré)
pourquoi donc la résultante n'est-elle pas que le poids soit tout aussi important?

Résultante de quoi ?
Le poids de la colonne d' air sur 1 m² est de (environ) 10 000 kg * 10 m/s² = 100 000 N
Répartit sur 1 m² , ça donne 100 000 Pa

[rserva]

Bonjour,

LPFR : ah d'accord ok je comprends, merci !

Dynamix : En fait, ce qui me gène c'est pourquoi pour la même masse (10 000 kg), on ne ressent rien, mais s'il s'agissait genre de plomb, on serait totalement écrasé. La formule P=m*g revient au même quelque soit le matériaux dont la masse serait de 10 000 kg.

[Dynamix]

Dynamix : En fait, ce qui me gène c'est pourquoi pour la même masse (10 000 kg), on ne ressent rien, mais s'il s'agissait genre de plomb, on serait totalement écrasé. La formule P=m*g revient au même quelque soit le matériaux dont la masse serait de 10 000 kg.

Ce n' est pas la masse que tu ressent , ni le poids , c' est la pression .
Que ce soit de l' air de l' eau ou du plomb (fondu ?) , 10 000 kg sur 1 m² carré , ça fait toujours 100 000 Pa (pour g= 10 m/s²)

[rserva]

En fait, mon problème c'est ça :

" La notion de pression n'est pas intuitive. En particulier, nous n'avons pas conscience de la pression atmosphérique alors que celle-ci est énorme (équivalent d'un poids de 10 tonnes par mètre carré). La mise en évidence de la pression est donc un élément fondamental de la pédagogie scientifique. "

En effet, je comprends tout simplement pas pourquoi on ne ressent pas une pression qui équivaut à un poids de 10 tonnes par mètres carré.

La pression interne compense, j'ai compris cela maintenant, mais, pourquoi si 10 tonnes de métal nous écrasait on ne résisterait pas alors que nos cellules ont une pression interne équivalente.

[flyylf]

Flyyf : La masse étant faible, si on utilise la formule P=m*g, on se rend compte que le poids l'est tout autant. La masse de l'air est, proportionnellement à d'autres matériaux, très faible, mais comme il y en a beaucoup, on peut lire à droite à gauche des masses énorme comme 10 tonnes (pour une colonne d'1 mètre carré) ; pourquoi donc la résultante n'est-elle pas que le poids soit tout aussi important.


Effectivement, 1 m² d'air atteint un poids correspondant à des tonnes si on prends en compte la hauteur de l'atmosphère.

Le poids est la force de l'apesanteur qui caractérise un corps soumis à une attraction.

Les effets du poids qu'on subit est en faite la pression (soit la force de l'apesanteur par unité de surface).

L'air est un gaz est donc tu ressens la pression atmosphérique réparti sur toute la surface de ton corps (interne et externe) et ceux dans toutes les directions (pas seulement vertical). Ta pression interne est donc en équilibre avec l'extérieur (excepté pour quelques organes comme les poumons ).

Dans le cas de la pression atmosphérique c'est tout ton corps qui supporte le poids (répartition en chaque point). Dans le cas d'un bloc de béton que tu lève, c'est juste la surface externe de tes mains qui supporte le poids.

[flyylf]

Le cas de l'eau est similaire à l'air mais si tu descend trop profond, la pression augmente et ton corps qui est réglé pour résister à une certaine pression ne l'a compense plus. La pression atmosphérique, elle, est (quasi)-constante.

[Dynamix]

La pression interne compense, j'ai compris cela maintenant, mais, pourquoi si 10 tonnes de métal nous écrasait on ne résisterait pas alors que nos cellules ont une pression interne équivalente.

Si on remettait 10 t sur les épaules , tu serais écrasé .
Mais la pression atmosphérique , ce n' est pas 10 t sur tes épaules .
C' est l' équivalent de 10 "gramme force" sur chaque mm² de ta peau .
Tant que tu mélangera force et pression tu ne comprendra pas .

Le poids est la force de l'apesanteur qui caractérise un corps soumis à une attraction.

Les effets du poids qu'on subit est en faite la pression

Le cas de l'eau est similaire à l'air mais si tu descend trop profond, la pression augmente et ton corps qui est réglé pour résister à une certaine pression ne l'a compense plus.

Eviter svp d' embrouiller notre ami avec des affirmations fausses ou douteuses .

[rserva]

Ah j'ai enfin compris, dîtes moi si c'est juste :

La pressions, au niveau fondamental, c'est juste des particules qui bougent dans tous les sens et s'entrechoquent. Plus le volume du système est restreint, plus les particules ont de chance de rentrer en collision et plus la pression sera importante. La pression peut être exprimée en terme de force, mais, donc, intimement liée à la surface (au "volume du système"), donc s'exprime en Newton par m^2 (par exemple).

Dans le cadre de l'atmosphère, la gravité terrestre comprime les gaz qui sont donc "piégé" dans un certain volume provoquant ainsi une certaine pression.

Si on prend le cas de l'eau, il y a une différence de pression en profondeur et en surface (provoquant la poussée d'Archimède), à cause du fait que la pression est plus importante en profondeur parce que il y a plus de particule pour une même surface parce que le "poids" de l'eau pousse l'eau vers le bas.
Et, en fait, le fait qu'on soit écrasé par un solide, un peu par des liquides et pas du tout par des gaz, c'est que les particules de gaz se déplacent dans tous les sens, la pression se fait dans tous les sens etc. alors qu'avec un solide, on a un mouvement "macroscopique" d'un objet qui nous fonce dessus et nous écrase. Et aussi du fait que la masse de l'air soit infime par rapport à la masse du solide qui forme littéralement un tout.
L'équivalence pression atmosphérique - poids de 10 tonne / m^2, c'est juste une "métaphore" parce que les deux grandeurs s'expriment en Newton, mais la situation est radicalement différente.

[Dynamix]

La pression peut être exprimée en terme de force

Non .
En terme de rapport force/surface .
Sinon c' est l' amalgame assuré .

[rserva]

D'acc, mais par rapport au reste, c'est correct?

[Dynamix]

C' est confus et touffu
Mais parfois amusant :

Si on prend le cas de l'eau, il y a une différence de pression en profondeur et en surface (provoquant la poussée d'Archimède), à cause du fait que la pression est plus importante en profondeur parce que il y a plus de particule pour une même surface parce que le "poids" de l'eau pousse l'eau vers le bas.

En gros la pression est différente du fait qu' elle est différente

le fait qu'on soit écrasé par un solide, un peu par des liquides et pas du tout par des gaz

On est pas plus écrasé par les liquides que par les gaz .
La pression d' une fluide s' exerce en tout point d' un corps immergé dans ce fluide .
Alors qu' un solide n' épouse pas parfaitement le corps et n' agit que localement .

Et aussi du fait que la masse de l'air soit infime par rapport à la masse du solide qui forme littéralement un tout.

10 t d' air seraient plus léger que 10 t de fonte ?

L'équivalence pression atmosphérique - poids de 10 tonne / m^2, c'est juste une "métaphore"

Pas du tout
Une masse de 10 t dont le poids se répartit sur une surface de 1 m² donne une pression équivalente à la pression atmosphérique .
Il n' y a aucune différence .

[rserva]

Bonsoir,

1) C'est évident qu'il y ait une différence de pression entre la surface et la profondeur, mais pourquoi? Le poids de l'eau au-dessus écrase l'eau en dessous et les particules se retrouvent plus proches et s'entrechoquent plus et donc pression augmentée? Mais pourtant, l'eau est presque incompressible, alors comment la pression pourrait-elle être augmentée?

2) En gros, le fait qu'on ne ressente pas la pression, c'est parce que tout est équilibré, le choc entre les particules se fait dans tous les sens, en tous point etc. alors qu'un solide avec un poids dont la force est équivalent à la pression atmosphérique, il n'y a aucun équilibre et nous tombe dessus et nous écrabouille.

Cordialement,

[Dynamix]

Le poids de l'eau au-dessus écrase l'eau en dessous et les particules se retrouvent plus proches et s'entrechoquent plus et donc pression augmentée?

Laisse tomber les particules qui s' entrechoquent .
La pression en un point vient du poids de la colonne d' eau située au dessus de ce point .
Si l' eau était parfaitement incompressible , ça ne changerait rien .

un solide avec un poids dont la force est équivalent à la pression atmosphérique

Un poids est une force . Le "dont la force est" est en trop .
Une force n' est pas équivalente à une pression .

[rserva]

1) Mais dans ce cas, je voudrais savoir comment fonctionne la variabilité de pression (sans vouloir être chiant ^^). Au fond, j'ai plus ou moins tout compris depuis le début, mais j'essaye de visualiser le fonctionnement au niveau fondamental. L'idée de lien entre variabilité de pression et restriction de volume (par exemple, si on écrase avec les mains un ballon de baudruche rempli d'un fluide, la pression augmente) me paraît contradictoire avec un fluide très peu compressible.
À la base, je me disais que le poids de l'eau écrasait et rapprochait les particules qui s'entrechoquaient d'autant plus, mais ça ne semble plus tenir du coup.. D'ailleurs, quelqu'un disait plus haut que les différences de pression entre profondeur et surface était effective dans l'eau, mais pas dans l'air avec l'atmosphère ou très peu. Cela me paraît erronée, sinon l'hypothèse que la colonne de gaz au-dessus "pousse vers le bas" et "crée" une certaine pression tombe à l'eau (sans vouloir faire de jeu de mot).

2) Oui oui, disons "la pression correspond à une force par surface de 10t par mètre^2". ^^

Cordialement,

[Dynamix]

si on écrase avec les mains un ballon de baudruche rempli d'un fluide, la pression augmente) me paraît contradictoire avec un fluide très peu compressible.

D' un point de vue mécanique , la pression est une répartission surfacique de force .
Ta main exerce une force sur le ballon , le ballon exerce une force opposée sur la surface ta main .
La force divisée par la surface , te donne la pression . Peu importe la compressibilité du fluide , la même force sur la même surface donne la même pression .

les différences de pression entre profondeur et surface était effective dans l'eau, mais pas dans l'air avec l'atmosphère ou très peu.

Les lois de l' hydrostatiques sont les mêmes pour tous les fluides .
Donc elles s' appliquent à l' air autant qu' à l' eau .
La valeur du gradient de pression n' est pas la même , mais il suit les même lois .
La pression

[rserva]

Bonjour,

merci, j'ai enfin compris !

Néanmoins, il semble qu'il y ait quand même des différences entre gaz et liquide. En faisant des recherches sur la relation entre pression et compressibilité, je suis tombé sur ça :

" 1) Dans un fluide incompressible [je rajouterai que c'est faux de dire ça, tout étant compressible], on remarque que la pression varie selon deux facteurs : La pression exercée provient de la masse du fluide qui se trouve au-dessus de l'objet. Ainsi, plus il y a de liquide au-dessus d'un objet, plus la pression est grande. L'autre facteur à considérer dans la pression d'un fluide incompressible est sa masse volumique. Plus la masse volumique est grande, plus la pression exercée sur un objet à l'intérieur de ce fluide le sera aussi.


2) La pression d'un gaz dépend du nombre de collisions des particules du fluide entre elles et avec le récipient. Ainsi, plus le nombre de collisions est grand, plus la pression est grande.

Les facteurs qui influencent le nombre de collisions et donc la pression sont:

le nombre de particules dans le fluide : un nombre plus grand de particules signifie plus de collision, donc une plus grande pression;

le volume du fluide : plus le volume est petit, plus il y a de collision donc plus la pression est grande;

la température : si la température augmente, cela veut dire que l'énergie des particules est plus grande, donc elles se déplacent plus vite ce qui augmente le nombre de collisions et par le fait même la pression. "

Étant donné que j'appréhendais la situation du 1) selon la logique du 2), je ne comprenais pas.

[le_STI]

Salut,

dans ces citations, il manque des précisions qui peuvent les rendre trompeuses (voir mes notes en rouge, j'en oublie sûrement):

....
" 1) Dans un fluide incompressible [je rajouterai que c'est faux de dire ça, tout étant compressible], on remarque que la pression varie selon deux facteurs : La pression exercée provient de la masse du fluide qui se trouve au-dessus de l'objet (c'est aussi applicable aux fluides compressibles). Ainsi, plus il y a de liquide au-dessus d'un objet, plus la pression est grande. L'autre facteur à considérer dans la pression d'un fluide incompressible est sa masse volumique (c'est aussi applicable aux fluides compressibles). Plus la masse volumique est grande, plus la pression exercée sur un objet à l'intérieur de ce fluide le sera aussi. (seulement si l'on considère deux colonnes de fluide de hauteur égales et soumises à la même accélération)


2) La pression d'un gaz dépend du nombre de collisions des particules du fluide entre elles et avec le récipient. Ainsi, plus le nombre de collisions est grand, plus la pression est grande. (on pourrait également dire l'inverse, si l'on impose une pression par exemple...)

Les facteurs qui influencent le nombre de collisions et donc la pression sont:

le nombre de particules dans le fluide : un nombre plus grand de particules (par unité de volume) signifie plus de collision, donc une plus grande pression;

le volume du fluide : plus le volume est petit (pour une quantité donnée de fluide) , plus il y a de collision donc plus la pression est grande;

la température : si la température augmente, cela veut dire que l'énergie des particules est plus grande, donc elles se déplacent plus vite ce qui augmente le nombre de collisions et par le fait même la pression. (à volume constant) "

....

[Dynamix]

La première partie se résume à la formule de la pression hydrostatique (Roger Hache)
p = ρ.g.h
Valable pour les gaz et les liquides , compressibles ou pas .
Si on considère le fluide incompressible , ρ est une constante . C' est valable pour les liquides (peu compressibles) ou des gaz quand les variations de h sont faibles .
Sinon ρ est fonction de h

[rserva]

Bonjour,

Merci beaucoup ! Merci Dynamix de m'avoir donné de votre temps, tout est clair maintenant.

[le_STI]

En fait, mon problème c'est ça :

" La notion de pression n'est pas intuitive. En particulier, nous n'avons pas conscience de la pression atmosphérique alors que celle-ci est énorme (équivalent d'un poids de 10 tonnes par mètre carré). La mise en évidence de la pression est donc un élément fondamental de la pédagogie scientifique. "
.....

Petite expérience qui permet de prendre conscience des forces dues à la pression atmosphérique : essayer de décoller une ventouse en tirant perpendiculairement à la surface à laquelle elle est fixée. La résistance ressentie n'est due qu'à la pression atmosphérique.
C'est encore plus amusant à faire avec une ventouse de vitrier fixée à un carrelage parfaitement lisse (attention au tour de rein).

[rserva]

Dans ce cas là, c'est qu'en appuyant avec la ventouse, l'air s'échappe, et quand on tire la ventouse dans l'autre sens, on augmente le volume pour une même quantité de gaz, de fait, la pression et plus faible à l'intérieur, et donc on ressent la pression de l'atmosphère qui nous empêche de décoller la ventouse?

[le_STI]

Exactement