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N° Page
1. Constitution et transformations de la matière
Constitution de la matière à l'échelle microscopique et macroscopique
Ouverturep. 12-13
Modélisation des transformations de la matière et transfert d'énergie
Ouverturep. 108-109
2. Mouvement et interactions
Mouvement et interactions
Ouverturep. 212-213
3. L'énergie, conversions et transferts
L'énergie : conversions et transferts
Ouverturep. 276-277
4. Ondes et signaux
Ondes et signaux
Ouverturep. 318-319
Méthode
Annexes
Rabats de début
Rabats
Lexique
p. 415
Rabats de fin
Rabats
/ 415
Chapitre 12
Activité 3 - Activité expérimentale
60 min

Loi de Boyle‑Mariotte

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Problématique de l'activité
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 ?
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Par intuition

Les variations de pression et de volume dans un contenant fermé sont‑elles proportionnelles ?
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Doc. 1
Matériel de mesures simultanées de la pression et du volume d'un gaz

Placeholder pour Photographie d'un manomètre affichant 1013 hPa, relié à une seringue B.Braun. Mesure de pression.Photographie d'un manomètre affichant 1013 hPa, relié à une seringue B.Braun. Mesure de pression.
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Données

  • Pression atmosphérique : P_{0}= 101 325 Pa ;
  • 1 m3 = 106 cm3.
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    Doc. 2
    Matériel nécessaire

  • Une seringue graduée ;
  • Un manomètre ;
  • Un tube flexible court (volume interne du tube minimisé) ;
  • De l'air !
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    Doc. 3
    Une modélisation microscopique

    Une modélisation microscopique
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    Questions
    Compétence(s)
    VAL : Traiter et exploiter numériquement un ensemble de mesures
    VAL : Précisions et incertitudes

    1. Introduire un volume d'air dans la seringue puis la relier au manomètre.

    2. Faire varier le volume V et noter la pression P correspondante pour 5 ou 6 points de mesure. Estimer les incertitudes \text{U}(P) et \text{U}(V) sur les mesures de P et de V.
    3. a. Compléter le schéma de la seringue.
    Une modélisation microscopique

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

    4. Tracer l'évolution de P en fonction V et de \dfrac{1}{V}. Que remarque-t-on ?

    Cliquez pour accéder à une zone de dessin

    5. Traduire la relation entre P et V sous la forme P \cdot V = ...

    6. Calculer l'incertitude \text{U}(P \cdot V) sur le produit P\cdot V à partir des incertitudes \text{U}(P) et \text{U}(V) et de la relation : \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}}
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    Synthèse de l'activité
    La loi de Boyle-Mariotte exprime une relation entre la pression P et le volume V d'un gaz. Quelle est cette relation et pourquoi faut-il tenir compte des incertitudes pour la vérifier ?
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