N° Page
Ouverture
p. 1-8

1. Constitution et transformations de la matière
Composition et évolution d'un système
Ouverture de thème p. 16-17

Prévision et stratégie en chimie
Ouverture de thème p. 146-147

2. Mouvement et interactions
Ouverture de thème
p. 290-291

3. Conversions et transferts d'énergie
Ouverture de thème
p. 402-403
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4. Ondes et signaux
Ouverture de thème
p. 462-463

Annexes

Rabats de début
Rabats
Formules
p. 614-619
Fiche méthode
p. 635-638
Index
Rabats de fin
Rabats
/ 638
Vue papier
Animation montrant le basculement entre la vue numérique et la vue papier
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Chapitre 14
Activité 4 - Activité expérimentale
60 min

Effet Venturi

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Objectifs : Exploiter la relation de Bernoulli pour étudier l'écoulement d'un fluide permanent.
Tester expérimentalement la relation de Bernoulli.
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Problématique de l'activité
La trompe à eau est utilisée en chimie comme pompe à vide pour faciliter la séparation d'un mélange solide-liquide lors d'une filtration sur Büchner.

Comment fonctionne la trompe à eau ?
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Doc. 1
Relation de Bernoulli

La trompe à eau fonctionne grâce à l'effet Venturi. Lorsque l'eau rencontre un rétrécissement, la vitesse du liquide augmente et la pression du liquide diminue. D'après la relation de Bernoulli, pour deux points de mesure d'une même ligne de courant :




 : masse volumique du fluide (kg·m-3)
et  : vitesses d'écoulement (m·s-1)
 : intensité de pesanteur (N·kg-1)
et  : hauteurs des points de mesure (m)
et  : pressions aux points de mesure (Pa)
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Doc. 2
Schéma de la trompe


Schéma de la trompe
lelivrescolaire.fr

Vue d'une trompe à eau en coupe partielle.
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Doc. 3
Conservation du débit

Le débit volumique s'écrit :



 : débit volumique (m3·s-1)
 : volume d'eau écoulé (m3)
 : temps (s)
 : vitesse d'écoulement du fluide (m·s-1)
 : surface traversée par le fluide (m2)

Le débit volumique se conserve dans un écoulement de fluide incompressible. Dès lors, on peut écrire :



et  : vitesses d'écoulement (m·s-1)
et  : surfaces traversées (m2)
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Doc. 4
Matériel nécessaire

  • Trompe à eau
  • Chronomètre
  • Balance
  • Bouteille ou cristallisoir
  • Éponge
  • Manomètre
  • Pied à coulisse
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Données

  • Diamètre interne standard d'une trompe à eau : mm
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Supplément numérique

Découvrez l'effet Venturi en animation en
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.
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Questions
Compétence(s)
REA : Mettre en œuvre un protocole
VAL : Analyser des résultats
VAL : Évaluer les incertitudes
1. On note la surface du rétrécissement et la surface de sortie de la trompe à eau, toutes deux exprimées en (m2). En négligeant la variation de hauteur, montrer que la pression du gaz peut s'écrire :


2. Proposer un protocole expérimental pour mesurer la vitesse de sortie de l'eau à partir de la mesure de la masse sortant de la trompe à eau à un instant donné.

3. Mesurer la pression à l'intérieur de la trompe à eau pour plusieurs valeurs de et la représenter en fonction de .
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Synthèse de l'activité
Comment le débit du robinet doit‑il être choisi pour filtrer au mieux ?
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