La pression varie-t-elle avec la masse de l’air ?
Quelle relation lie ces deux grandeurs ?
Nous avons mesuré la pression de l’air contenu dans un ballon grâce à un pressiomètre et la masse du système (ballon + air) grâce à une balance. Nous avons utilisé le matériel suivant :
- un pressiomètre Jeulin Initio ®
- une balance de résolution 0,01g
- un ballon en verre avec un robinet 2 voies et un valet.
Tout d’abord, nous avons déterminé la masse du ballon plein d’air. Puis nous avons retiré une partie de l’air présent dans le ballon, grâce une pompe à vide.
Nous avons obtenu les résultats consignés dans le tableau puis tracé, à l’aide d’Excel le graphe représentant la masse du système (ballon + air) en fonction de la pression de l’air enfermé dans le ballon.
m (g) |
174,97 |
175,02 |
175,08 |
175,16 |
175,2 |
175,25 |
175,3 |
175,34 |
175,36 |
175,37 |
175,4 |
175,42 |
175,45 |
p (hPa) |
26 |
160 |
245 |
320 |
390 |
453 |
510 |
560 |
605 |
640 |
680 |
712 |
740 |
La masse du ballon est donnée pour p = 0 hPa soit m = 174,9 g. En soustrayant cette masse aux masses trouvées précédemment, nous avons obtenu la masse d’air enfermé pour chacune des mesures. Les résultats du tableau ci-dessous nous ont alors permis de tracer le graphe représentant la masse d’air enfermé en fonction de sa pression:
m (g) |
0,07 |
0,12 |
0,18 |
0,26 |
175,2 |
0,3 |
0,4 |
0,44 |
0,46 |
0,47 |
0,5 |
0,52 |
0,55 |
p (hPa) |
26 |
160 |
245 |
320 |
390 |
453 |
510 |
560 |
605 |
640 |
680 |
712 |
740 |
La masse de l’air enfermé dans le ballon étant une fonction linéaire de la pression, nous pouvons en conclure que la quantité d’air enfermé dans le ballon est proportionnelle à la pression de cet air, en supposant que sa température ne varie pas. Quand au volume de l’air contenu dans le ballon, il est resté constant.
Brahim Allali, Cyril Djari et Hubert Gorny
Lycée Blaise Pascal - Mesures Physiques et Informatique - Année 2008/2009