Petit problème de physique chimie

[Nathan579]

bonjour merci de m'aider surtout pour la question 4 merci d'avance
Bob effectue une plongée en bouteille en mer. A 50 m de profondeur, Bob expire une bulle d’air de diamètre d = 2,0 cm.
1- Sans calcul, dire comment devient la taille de la bulle lors de la remontée vers la surface. Justifier.
Lors de leur remontées la pression diminue augmentant leur volume. Si la pression diminue lorsque les bulles remontent vers la surface, il est normal que leur volume augmente.

2- Calculer le volume de la bulle à cette profondeur.

en vous épargnant les calcul bien présent sur mon brouillon je trouve environ 4,2cm cube

3- Calculer la pression de l’eau à 50 m de profondeur.
je trouve environ 5 bar

4- Calculer le volume de la bulle lorsqu’elle arrive à la surface.

5- Calculer la force pressante exercée sur la vitre du masque de surface S = 60 cm2 à 50 m
de profondeur.
-----

[gts2]

Bonjour,

3- attention ce que vous avez calculé n'est pas la pression, mais la variation de pression depuis la surface.

4- vous pouvez faire une hypothèse gaz parfait sur l'air de votre bulle

[calculair]

Pour la 1° question Peux tu nous donner la valeur de Pi que tu prends courtes calculs ?

bonjour merci de m'aider surtout pour la question 4 merci d'avance
Bob effectue une plongée en bouteille en mer. A 50 m de profondeur, Bob expire une bulle d’air de diamètre d = 2,0 cm.
1- Sans calcul, dire comment devient la taille de la bulle lors de la remontée vers la surface. Justifier.
Lors de leur remontées la pression diminue augmentant leur volume. Si la pression diminue lorsque les bulles remontent vers la surface, il est normal que leur volume augmente.

2- Calculer le volume de la bulle à cette profondeur.

en vous épargnant les calcul bien présent sur mon brouillon je trouve environ 4,2cm cube

3- Calculer la pression de l’eau à 50 m de profondeur.
je trouve environ 5 bar

4- Calculer le volume de la bulle lorsqu’elle arrive à la surface.

5- Calculer la force pressante exercée sur la vitre du masque de surface S = 60 cm2 à 50 m
de profondeur.

[Nathan579]

oui pour le calcul de la question 1 j'ai fait le volume d'une sphère V = 4/3 x π x R puissance 3 le résultat à était arrondi car j'ai marqué Pi tel quel sur la calculatrice, le résultat exact de la Q1 (4/3)Pi le rayon de la bulle faisant 1 cm

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

Bonjour,
Cela parait très bien pour le calcul de volume.
Pour l'augmentation de volume, nous pouvons considérer que la bulle reste en équilibre thermique avec l'eau, donc faire comme si sa température était constante.
C'est surement faux, car l'eat plus chaude en surface qu'à 50m de profondeur, mais le niveau de l'exercice devrait être compatible avec l'hypothèse température constante.

[Nathan579]

Mais alors quelle formule utiliser dans ce cas là pour la question 4 sachant qu'à la question 1 j'ai montré que la taille de la bulle augmente?
en attendant j'ai fais la question 5 -» F=PxS ce qui me donne 3000N

[phys4]

Il faut utiliser le fait que le produit volume*pression est constant.
Mais cette formule a besoin de la pression totale = pression atmosphérique + pression de l'eau.
Le rapport des volumes est donc l'inverse du rapport des pressions.

[penthode]

la question 5 est un piége grossier

[phys4]

la question 5 est un piége grossier

Je suis d'accord, il se méfier de cette question, car la pression externe est équilibrée par la pression de respiration du plongeur, qui est quasiment la même.
Il faut choisir entre deux réponses possibles :
1 - expliquer qu'il n'y a pas de force sur la vitre à cause de l'équilibrage des pressions;
2 - calculer la pression totale (6 bars) et indiquer que la force est équilibrée par la pression intérieure.

[penthode]

le détendeur automatique !

belle invention de papy Cousteau

[penthode]

Je suis d'accord, il se méfier de cette question, car la pression externe est équilibrée par la pression de respiration du plongeur, qui est quasiment la même.
Il faut choisir entre deux réponses possibles :
1 - expliquer qu'il n'y a pas de force sur la vitre à cause de l'équilibrage des pressions;
2 - calculer la pression totale (6 bars) et indiquer que la force est équilibrée par la pression intérieure.

était il necessaire de tout mâcher ?

il faut laisser les potaches réflèchir ! (un peu )

tu sais...
je sais que tu sais
tu sais que je sais que tu sais
t'as donc rien à prouver !

[Nathan579]

je ne pense pas que le niveau de l'exercice soit assez élevé pour présenter à des élèves de première un piège de la sorte
je suis désolé de revenir sur la question 4 mais je ne comprend toujours pas malgré vos explications. Je ne pas faire quelque chose sachant que je connait. ρeau salée=1030 Kg.m-3 et ρair= 1,21 Kg.m-3 ???
ps: laissez la question 5 je l'ai faite

[Nathan579]

" il faut laisser les potaches réflèchir ! (un peu ) " OK boomer

[gts2]

La réponse a été donnée dans le message #7 de @phys4. Elle utilise la loi des gaz parfaits, vous connaissez ?

[Nathan579]

le problème est là je n'ai jamais étudié cette loi de plus je n'ai ni la température ni la quantité de matière

[gts2]

Vous n'avez pas besoin de la température ni de la quantité de matière : la loi des gaz parfait s'énonce PV=nRT.

On fait l'hypothèse (approximative) T=constante, on suppose de même que n=constante, donc le terme à droite est constant et donc PV=constante

[gts2]

laissez la question 5 je l'ai faite

Mais la réponse que vous avez donné est inexacte.

[penthode]

je ne pense pas que le niveau de l'exercice soit assez élevé pour présenter à des élèves de première un piège de la sorte
e

j'avais un prof coutumier du fait.

son grand plaisir était de glisser une donnée inutile dans l'énoncé , que certains tentaient d'introduire au forceps

[Nathan579]

elle est inexact même avec la formule que l'on me demande d'utiliser ? F=PxS soit (5,0x10^5)x(6,0x10^-3)= 3000N. 60 cm^2 = 6,0x10^-3 m^2

[penthode]

y'a pas de formule magique pour la question 5 !!!

juste une simple observation....

si y'a une différence de pression des deux côtés du max :

soit ton plongeur est écrasé
soit ton plongeur explose !

[gts2]

elle est inexact même avec la formule que l'on me demande d'utiliser ? F=PxS soit (5,0x10^5)x(6,0x10^-3)= 3000N.

Soit on cherche la force de l'eau sur le masque et dans ce cas ce qui compte est la pression, pas la différence de pression entre la surface et le point considéré, et 5 bar est une différence de pression.

Soit on cherche la résultante des forces sur le masque et dans ce cas il faut tenir compte de la pression à l'intérieur qui ne doit pas être vraiment la pression atmosphérique.

[Nathan579]

je ne comprend pas "soit ton plongeur est écrasé soit ton plongeur explose !" 50 m de profondeur n'est pas un record de plongée avec bouteille
Enfin bref j'ai enfin trouvé la réponse à la question 4 cela vous semble t-il cohérent de trouver 8,4 L lorsque la bulle arrive à la surface ?

[gts2]

Je trouve nettement plus petit.
Peux-tu donner tes calculs, y compris le volume initial ?

[penthode]

si ton plongeur est à 50 métres , la pression relative est de 5 bars .....

ton plongeur respire donc de l'air à 5 bars ! (toujours relatif , on oublie la pression atmo , ça va mieux en le précisant)

sinon ses tympans sont das sa gorge

ses poumons ressemblent à des éponges écrasées

etc...

ceci pour dire qu'il n'y a aucun différentiel de pression de part et d'autre de la vitre du mask

[Nathan579]

ok merci je comprends mieux le calcul que j'ai fait est P(1)xV(1)=P(0)xV(0) soit V(0)= V(1) x P(1)/ P(2) on remplace V(0)= 4,2x1,00x10^5:5,0x10^5 = 8,4 L

[gts2]

Il y a quelques meli-melo dans vos indices.
D'autre part votre 4,2 est en cm3, vous allez donc trouver des cm3 pas des litres.
V(0) est à la surface donc P(0)=1bar au dénominateur.
P(1) (au numérateur) ne vaut pas 5 bar, cela fait un certain nombre de fois qu'on le dit : 5 bar est la différence de pression entre l'atmosphère et le point considéré.

[Nathan579]

mais alors que vaut P1 je commence à m'embrouillé tout seul
effectivement erreur de ma part ce n'est pas des L mais des cm3

[jacknicklaus]

V(0)= V(1) x P(1)/ P(2) on remplace V(0)= 4,2x1,00x10^5:5,0x10^5 = 8,4 L

Hello.

donc selon toi la pression à la surface est 1 atm et la pression à 50m est 5 atm. Donc la différence de pression est de 4 atm pour une différence de profondeur de 50m ?


comme il est clair que la pression à la surface est 1 atm (par définition) et que l'écart de pression doit être [???], alors la pression absolue à 50m est [???}

[Omega3.0]

Bonsoir, je prends la discussion en cours
je ne sais pas en quelle classe vous êtes, ni quel est votre prof de physique, mais si l'énoncé que vous avez affiché est l'énoncé du prof ça pose quelques problèmes.

2- Calculer le volume de la bulle à cette profondeur : Là il vous prend pour un imbécile (sauf si si vous êtes en 6ème).


3- Calculer la pression de l’eau à 50 m de profondeur : Piège !! pression de l’eau donc il ne faut pas tenir compte de la pression atmosphérique.
je trouve environ 5 bar OK (Sauf que le bar n'est pas l'unité Internationale de pression : Pascal)

4- Calculer le volume de la bulle lorsqu’elle arrive à la surface.
PV = nRT L'approximation T = Cte est loin d'être évidente mais c'est la seule que l'on peux faire, on ne connait pas la variation de T en fonction de la profondeur. Ni la vitesse de remontée
Mécanique des fluides + Thermodynamique (Niveau L3 ou master)

5- Calculer la force pressante exercée sur la vitre du masque de surface S = 60 cm2 à 50 m
de profondeur.
Là il faut connaître la plongée et je vous incite à aller sur internet. Il y a plusieurs sites qui expliquent très bien la physique et les réactions du corps humain sous l'eau. Vous apprendrez des tas de choses.