Pression de l'air sous une cloche plongée dans un bac d'eau

[debutantphy]

Bonjour à toutes et à tous,

Je me pose actuellement une question.

Si on plonge une cloche ouverte sur le fond dans un bac rempli d'eau verticalement, l'eau ne rentre pas dans celle-ci. J'imagine donc que l'air se comprime et permet de repousser l'eau.

Plusieurs sous questions émergent alors :

• Comment peut-on mesurer la pression à l'intérieur de la cloche ?
• J'émets l'hypothèse que cette pression augmente en fonction de la profondeur de son immersion : est-ce le cas ?
• Est-il possible de trouver un moyen pour que la pression sous la cloche puisse être la même que la pression atmosphérique ? Peut être en utilisant un autre gaz ?

Par avance merci encore une fois pour vos lumières et bonne journée.
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[LPFR]

Bonjour.
À mesure que vous enfoncez la cloche, l’eau pénètre dans la cloche et diminue le volume de l’air piégé de sorte que la pression de l’air à l’intérieur soit ρ.g.h où rhô est la densité de l’eau, ‘g’ l’accélération de gravité, et ‘h’ la profondeur de la surface de l’eau à l’intérieur de la cloche.

Pour mesurer la pression il faut un manomètre, acheté ou bricolé.
Et non, la pression sera toujours ρ.g.h. Pas moyen de tricher.
Au revoir.

[debutantphy]

Merci pour vos explications !

Bonne continuation.

[soliris]

Bonjour.

Et non, la pression sera toujours ρ.g.h. Pas moyen de tricher.

En reprenant votre formule, nous avons, à la surface (0 mètre de profondeur) une pression atmosphérique ρ.g.h (air) = 1 bar (par convention).
Sur ce principe, si l'on descend à l'intérieur de l'eau à une profondeur ρ.g.h (eau) = 2 bars = la pression dans la cloche est aussi égale à 2 bars

Donc si nous remplaçons l'air de la cloche par un gaz à ρ = 1/2 ρ de l'air, nous obtenons bien de nouveau 1 bar.

Donc debutantphy a raison, non ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
NOOOON !!
Le rhô est celui de l'eau. Pas celui du gaz.
Au revoir.

[soliris]

Oui, mais la pression est aussi une question de "communication": si la cloche remplie d'air descend à une profondeur où la pression de l'eau est égale à 2 bars, la "réponse" à l'intérieur de la cloche sera déjà différente de 2 bars, puis que j'ai un autre rhô pour l'air, et de plus, si au lieu de garder l'air, je le remplace avec du gaz ayant un rhô différent de l'air... Sinon à quoi sert "rhô" sous la cloche ?

[phys4]

La pression à la surface de l'eau sous la cloche sera exactement celle qui correspond au niveau de l'eau.
La densité du gaz ne joue que sur la pression dans le gaz au dessus.

A noter que la variation de pression dans la cloche est très faible par rapport à l'effet de l'enfoncement de la cloche.

[b@z66]

La pression dans l'eau est d'une atmosphère quand on est à la surface et elle augmente ensuite suivant "rho(de l'eau).g.h" quand on descend en profondeur(toujours dans l'eau), cela signifie aussi qu'à l'interface air-eau sous la cloche, cette relation est toujours respectée puisqu'on est toujours dans l'eau. La variable d'ajustement sous la cloche est l'air puisqu'il est compressible à la différence de l'eau et c'est lui qui va donc voir son volume diminuer pour augmenter sa pression et se mettre au niveau de la pression de l'eau observée au niveau de l'interface air-eau sous la cloche.

[soliris]

C'est vrai, je n'ai plus pensé à la variable h (pour hauteur) dans rhô.g.h
Vous avez raison.

[debutantphy]

Bonjour et merci pour votre débat.

Du coup l'impossibilité est toujours de mise ?

[obi76]

Bonjour,

Bonjour et merci pour votre débat.

Du coup l'impossibilité est toujours de mise ?

Hé oui...

[b@z66]

Bonjour et merci pour votre débat.

Du coup l'impossibilité est toujours de mise ?

Vous pouvez toujours essayer de relier l'air de la cloche à celui de l'atmosphère à la surface par un tuyau mais le fait que la cloche soit "ouverte" à sa base va alors provoquer la remontée du niveau de l'eau dans la cloche, l'inondant, jusqu'à ce que que le niveau de l'eau passant dans le nouveau tuyau soit le même que celui de l'eau à son extérieur.

[soliris]

Bonjour et merci pour votre débat.

Du coup l'impossibilité est toujours de mise ?

Il y a peut-être une possibilité d'avoir une pression moindre dans la cloche qu'à l'extérieur-dans-l'eau, grâce à un mouvement oscillatoire, pression/dépression, venant d'une pulsation qui viendrait de l'intérieur de la cloche, ou sur le côté extérieur (le moindre mouvement extérieur peut entraîner une dépression par effet Venturi/Bernoulli.
Ceci est purement prospectif; en fait, à y réfléchir, l'apport d'une énergie supplémentaire à l'intérieur devrait compenser le potentiel de pression (qui pour moi est égal à v² dans E = Mv²/2).

Je perçois que Debutanphy cherche à explorer les profondeurs des abysses en passant une cloche ouverte au-dessus d'un gallion.. Non ?

[soliris]

Super !

Je viens de lire, dans la question de physique sur Futura-Sciences : "Dans le cadre des ondes sonores (mécaniques) la quantité physique qui transporte l'onde est un déplacement local des molécules du milieux (ou une variation de pression locale)".

C'est déjà une partie de la réponse concernant la méthode à employer pour créer une oscillation de pression dans un milieu gazeux ou liquide. Je m'arrête là, car pour que cela devienne une théorie utile, il faudrait pouvoir créer une zone "habitable" dans le différentiel de pression issu de l'oscillation des molécules du milieu.

[debutantphy]

Bonjour et merci pour ta recherche sur la question Soliris. je vais essayer de creuser ta piste. Et si d'autres personnes ont des avis sur cette piste ou d'autres, n'hésitez pas à me le faire savoir !

A bientôt

[LPFR]

Bonjour.
Comme je vous ai dit, il n’y a pas de moyen de tricher. Les propositions de Soliris c’est du n’importe quoi.
Au revoir.

[obi76]

Il y a peut-être une possibilité d'avoir une pression moindre dans la cloche qu'à l'extérieur-dans-l'eau, grâce à un mouvement oscillatoire, pression/dépression, venant d'une pulsation qui viendrait de l'intérieur de la cloche, ou sur le côté extérieur (le moindre mouvement extérieur peut entraîner une dépression par effet Venturi/Bernoulli.

Non, pas du tout.

[Bluedeep]

Bonjour et merci pour ta recherche sur la question Soliris. je vais essayer de creuser ta piste.

Ne perdez pas de temps à ça, c'est du pur portnawak

[lou_ibmix_xi]

Je viens de lire, dans la question de physique sur Futura-Sciences : "Dans le cadre des ondes sonores (mécaniques) la quantité physique qui transporte l'onde est un déplacement local des molécules du milieux (ou une variation de pression locale)".

C'est déjà une partie de la réponse concernant la méthode à employer pour créer une oscillation de pression dans un milieu gazeux ou liquide. Je m'arrête là, car pour que cela devienne une théorie utile, il faudrait pouvoir créer une zone "habitable" dans le différentiel de pression issu de l'oscillation des molécules du milieu.

On me cite, le début de la gloire...
Je ne voudrais pas trop rincer tes rêves d'exploration sous-marine, mais ton différentiel de pression est limité par la cavitation, un différentiel de pression trop important crée des explosions de bulles qui l'empêche d'augmenter.

[soliris]

Une onde de pression par descente de cloche, avec le son ou pas, se transmet dans l'eau à la vitesse de 1000 mètres/sec, environ (tant qu'il y a de l'eau, sinon c'est la cavitation, phénomène assez mal expliqué). Les molécules d'eau qui sont "atteintes" par cette onde, doivent accélérer. C'est juste à ce "moment-là" que j'imagine que l'on puisse intervenir: faire face à cette accélération.

Tout ceci est une proposition qu'on peut appeler "délire" ou "portnawak" ou simplement "recherche", non ?

[Dynamix]

Une onde de pression par descente de cloche, avec le son ou pas

Une onde de pression , c' est un son .
Bonjour les tympans

[obi76]

Tout ceci est une proposition qu'on peut appeler "délire" ou "portnawak" ou simplement "recherche", non ?

Non plus, la recherche ce n'est pas balancer des idées sans savoir de quoi l'on parle en espérant que ça ait un sens...