Des instruments de mesure pour les gaz

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Des instruments de mesure pour les gaz

• 1-Le thermomètre
• 1.1-Lhistorique
• 1.1.1 Galilée
• 1.1.2 Guillaume Amontons
• 1.1.3 Daniel Gabriel Fahrenheit
• 1.1.4 René Antoine Ferchault
• 1.1.5 Anders Celsius
• 1.1.6 William Thomson, 1st Baron Kelvin
• 2-Le manomètre
• 2.1-Quest-ce quun manomètre?
• 2.2-Le manomètre fermé
• 2.3-Le manomètre ouvert

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1.1.1 Thermomètre de Galilée

• -Nationalité Italien
• -inventé en 1593
• -Fait à base dair et deau
• -Plus tard, il utilise de lalcool scellé dans
  des bulbes de verre dans un tube deau
• Désavantage
• -Imprécis
• -cause Lair est influencé par la pression
  aussi, mais Galilée ignora cette dernière

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1.1.2 Daniel Gabriel Fahrenheit

• Nationalité Allemand
• -Année de linvention 1709
• Description
• -Invente un thermomètre gradué à mercure
• -Celui-ci est beaucoup plus précis car le mercure
  a un grand coefficient de dilatation
• -conventions
• -0oF est la température de congélation du
  mélange eau-sel
• - 96oF est la température du corps humain

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1.1.3 René Antoine Ferchault

• Nationalité Français
• -Année de linvention 1730
• Description
• -Utilise un thermomètre contenant un mélange eau
  et alcool
• -conventions
• -0oest la température de fusion de leau
• -80o est la température débullition de leau
• -Raison de cette convention
• -Le nombre 80 peut être divisé par deux quatre
  fois avant dêtre devenu un nombre décimal

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1.1.4 Anders Celsius

• Nationalité Suédois
• -Année de linvention 1742
• Description
• -Invente une nouvelle graduation
• -conventions
• -0oC est la température de fusion de leau
• - 100oC est la température débullition de leau

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1.1.5 William Thomson, 1st Baron Kelvin

• Nationalité Écossais
• -Année de linvention 1848
• Description
• -Réinvente léchelle de Celsius
• -conventions
• -0oK est la température théorique où le volume
  dun gaz serait nul (cela rend la fonction
  proportionnelle)
• -Il utilise la même grandeur de degré que
  Celsius, cest-à-dire ?1oK ?1oC

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Exemple V-T

• -Prenons comme exemple des données dune
  expérimentation volume versus température (très
  semblable à ce que vous avez fait).

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Volume en fonction de la température (en C)
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Température versus volume (corrélation)

• -Dans le graphique V-T (en celcius), la relation
  nest pas proportionnelle à cause de la présence
  dune ordonnée à lorigine.
• Preuve V1/T1 est-il à V2/T2
• V1/T195,3ml/11oC8,66 ml/oC V2/T2178,1ml/258o
  C0,69 ml/oC
• -Si la relation aurait été proportionnelle, V1/T1
  V2/T2, mais ce nest pas le cas.

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Volume en fonction de la température (en K)
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Température versus volume (corrélation)

• -Dans le graphique V-T (en Kelvin), la relation
  est proportionnelle. Nous pouvons voir dans le
  graphique ci-haut quil ny a pas dordonnée à
  lorigine, mais que la droite passe à un point où
  le volume et la température seront nulles.
• Preuve V1/T1 est-il à V2/T2 (les points étant
  pris dans le graphique)
• V1/T195,3ml/284oK0,335 ml/oK
• V2/T2178,1ml/531oK0,335 ml/oK
• -Nous voyons que V1/T1 V2/T2, cela veut dire que
  la relation est maintenant proportionnel.
• Note remarquez bien que les données sont
  essentiellement les mêmes, le seul changement fut
  la conversion des degrés Celsius au degrés
  Kelvin.

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Démonstration que 0K est -273,15oC
-Le schéma ci-dessous montre tout simplement que
léchelle Kelvin est tout simplement une
continuation théorique de notre droite partielle
pour obtenir la température où le volume dun gaz
serait (théoriquement) nulle. Ce point sappelle
le zéro absolue et il à une valeur de 0 K ou
-273,15oC.
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2.1 Instrument de mesure de la pression Le
manomètre

• -Quest-ce quun manomètre?
• -Un manomètre est un instrument de mesure de la
  pression dun gaz. Celui-ci utilise un liquide
  (plus souvent du mercure) dans un tube. Le
  liquide monte ou descend avec les changements de
  pressions.
• -Il existe deux sortes de manomètres le
  manomètre fermé et le manomètre ouvert.

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2.2 Le manomètre fermé

• -Le manomètre fermé est composé dun tube (courbé
  en U la plupart du temps) et contenant un
  liquide. Un bout de celui-ci est scellé et sous
  vide.
• -Le manomètre fermé est indépendant de la
  pression extérieur.
• -La différence de niveau entre les deux colonnes
  donne la pression du gaz contenu dans le
  contenant (en mm du liquide). Si la pression est
  égale des deux cotés (cest-à-dire nul), il ny
  aura pas de différence de niveau.

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Exemple 1

• -Un manomètre fermé contient un gaz avec une
  pression X. La différence de hauteur dans les
  colonnes est de 200 mg de Hg (voir dessin
  ci-dessous). En sachant que la pression
  atmosphérique normale est égale à 760 mm de Hg,
  quelle est la pression du gaz dans le ballon en
  kPa?

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Solution exemple 1
-Tout dabord, nous voulons savoir combien de mm
de Hg correspond à 1 kPa 101,3 kPa --gt760 mm de
Hg 1,0 kPa --gtx mm de Hg (1,0 kPa760 mm de
Hg)/101,3 kPa 7,5 mm de Hg -Maintenant que nous
savons que 1kPa7,5 mm de Hg 7,5 mm de Hg --gt1
kPa 200 mm de Hg --gtx kPa (1,0 kPa200 mm de
Hg)/7,5 mm de Hg26,67 kPa
Donc la pression du gaz est de 26,67 kPa
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2.3 Le manomètre ouvert

• -Le manomètre ouvert est composé dun tube
  (courbé en U la plupart du temps) et contenant un
  liquide. Contrairement au manomètre fermé, le
  bout du tube ne contient pas du vide, mais est
  plutôt ouvert et subit linfluence de la pression
  atmosphérique.
• -La différence de niveau entre les deux colonnes
  donne la pression du gaz contenu dans le
  contenant /- la pression ambiante (en mm du
  liquide). Si la pression du gaz est la même que
  la pression ambiante, il ny aura pas de
  différence de niveau.

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Exemple 2

• -Un manomètre ouvert contient un gaz avec une
  pression X. La différence de hauteur dans les
  colonnes est de 460 mg de Hg (voir dessin
  ci-dessous). En sachant que la pression
  atmosphérique normale (101,3 kPa) est égale à 760
  mm de Hg, quelle est la pression du gaz dans le
  ballon?

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Solution exemple 2
-Tout dabord, convertissons les mm de Hg en
kPa 760 mm de Hg--gt 101,3 kPa 460 mm de Hg--gt
x kPa (101,3 kPa460 mm de Hg)/760 mm de Hg61,3
kPa -Pour trouver la pression du gaz, il faut
maintenant déduire la pression atmosphérique (si
la colonne près du gaz est plus haute) ou
additionner ( si la colonne près du gaz est plus
basse) 101,3 kPa-61,3 kPa40 kPa
Donc la pression du gaz est de 40 kPa
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Exemple 3

• -Un manomètre fermé contient un gaz avec une
  pression X. La différence de hauteur dans les
  colonnes est de 460 mg de Hg (voir dessin
  ci-dessous). En sachant que la pression
  atmosphérique normale (101,3 kPa) est égale à 760
  mm de Hg, quelle est la pression du gaz dans le
  ballon?

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Solution exemple 3
-Tout dabord, convertissons les mm de Hg en
kPa 760 mm de Hg--gt 101,3 kPa 460 mm de Hg--gt
x kPa (101,3 kPa460 mm de Hg)/760 mm de Hg61,3
kPa -Pour trouver la pression du gaz, il faut
maintenant déduire la pression atmosphérique (si
la colonne près du gaz est plus haute) ou
additionner ( si la colonne près du gaz est plus
basse) 101,3 kPa61,3 kPa162,6 kPa
Donc la pression du gaz est de 162,6 kPa
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Exercices

• Exercices sur les manomètres (blog Fred)