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Physique-Chimie 1re

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ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE


3
Loi de Boyle-Mariotte





Dans un récipient fermé (un piston, un ballon, etc.) et rempli de gaz, la pression change quand on fait varier le volume.

➜ Existe-t-il une relation entre la pression et le volume d’un gaz ?


Par intuition

Les variations de pression et de volume dans un contenant fermé sont-elles proportionnelles ?


Doc. 1
Matériel de mesures simultanées de la pression et du volume d’un gaz

Matériel de mesures de la pression et du volume d'un gaz

Doc. 2
Matériel nécessaire

  • Une seringue graduée ;
  • Un manomètre ;
  • Un tube flexible court (volume interne du tube minimisé) ;
  • De l’air !

Doc. 3
Une modélisation microscopique

Une modélisation microscopique

Données

  • Pression atmosphérique : P0=P_{0}= 101 325 Pa ;
  • 1 m3 == 106 cm3.

Compétences

VAL : Traiter et exploiter numériquement un ensemble de mesures

VAL : Précisions et incertitudes

Questions

Voir les réponses
1. Doc. 1 Introduire un volume d’air dans la seringue puis la relier au manomètre.

2. Faire varier le volume VV et noter la pression PP correspondante pour 5 ou 6 points de mesure. Estimer les incertitudes U(P)\text{U}(P) et U(V)\text{U}(V) sur les mesures de PP et de V.V.


3. a. Doc. 3 Compléter le schéma de la seringue.
Une modélisation microscopique


3. b. Doc. 3 En quoi cette modélisation microscopique explique-t-elle la variation de pression observée ?


4. Tracer l’évolution de PP en fonction VV et de 1V\dfrac{1}{V}. Que remarque-t-on ?
Couleurs
Formes
Dessinez ici


5. Traduire la relation entre PP et VV sous la forme PP \cdot VV == ...


6. Calculer l'incertitude U(PV)\text{U}(P \cdot V) sur le produit PVP\cdot V à partir des incertitudes U(P)\text{U}(P) et U(V)\text{U}(V) et de la relation : U(PV)=(PV)(U(P)P)2+(U(V)V)2\text{U}(P \cdot V) = (P \cdot V) \sqrt{\left(\dfrac{\text{U}(P)}{P}\right)^{2}+\left(\dfrac{\text{U}(V)}{V}\right)^{2}}

Synthèse de l'activité

Voir les réponses
La loi de Boyle-Mariotte exprime une relation entre la pression PP et le volume VV d’un gaz. Quelle est cette relation et pourquoi faut-il tenir compte des incertitudes pour la vérifier ?
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