L’air

Pression et masse

G.PEAN

Volume d’air dans la classe

• Volume de la classe=largeur x longueur x hauteur

Largeur

longueur

hauteur

Largeur = 8m longueur = 9m hauteur = 2,70 m

Alors Volume = 8x9x2.7 = 194.4 m3 = 194 400 L d’air

Pression de l’air

• En introduisant verticalement un bécher dans une bassine d’eau, l’eau ne rentre pas dans le bécher. Le bécher contient de l’air et la pression de l’air est plus forte que celle de l’eau.

Transvaser de l’air par déplacement d’eau

• En inclinant le bécher rempli d’air sous le bécher rempli d’eau, l’air est transvasé dans le bécher d’eau, et, l’eau est déplacée dans la bassine.

L’air a une masse

• On mesure la masse d’un ballon, on gonfle le ballon (on ajoute de l’air), on mesure la nouvelle masse.

Masse = 278 g Masse = 282 g

La masse a augmenté, donc l’air est pesant.

Effet de la différence de pression• Dans une cloche à vide, on place une seringue fermée.• On réalise le vide dans la cloche.• On observe que le piston dans la seringue recule, puis se stabilise .• Explication : Au départ, la pression dans la seringue est la même que dans la cloche

à vide .• Puis quand on fait le vide, la pression dans la cloche diminue et devient inférieure à

celle dans la seringue ; la force exercée par l’air dans la seringue est plus grande et pousse le piston, alors le volume augmente

On fait le vide

Vidéo de l’expérience: Cloche à vide

• 1ere phase : on fait le vide dans la cloche, quand la pression de l’air contenue dans la seringue devient supérieure à la pression dans la cloche, le piston recule.

• 2ème phase : On remet de l’air dans la cloche, les deux pressions ( dans la cloche et dans la seringue) s’égalisent, le piston reprend sa position initiale

Force pressante exercée par l’air et le poids de l’eau

• En déposant un papier sur un tube à essais rempli d’eau (ou une petite éprouvette, ou une grande ou une bouteille), et en le retournant, l’eau ne tombe pas.

Explication: la force pressante exercée par l’air est plus grande que le poids de l’eau

Double cliquer sur l’image pour déclencher la vidéo

Mais quand cela s’arrêtera-t-il ?

• Par le calcul, on détermine qu’avec une colonne d’eau large de 4cm (largeur de votre éprouvette), on pourrait utiliser un volume d’eau de 12,5 L ou 12500 cm3 et le retourner (avec un papier) sans que l’eau ne s’écoule grâce à la pression de l’air.

• Sachant qu’une éprouvette peut contenir 330 cm3 (remplie à ras bord), combien d’éprouvettes remplies d’eau représente 12,5 L (ou 12500 cm3) ? :

• Calcul : 12500 / 330 = 38éprouvettes• - Mesurer, à la règle, la hauteur d’une éprouvette : hauteur d’une

éprouvette = 27cm • - Déterminer alors la hauteur de la colonne d’eau (représentée par

l’empilement des éprouvettes l’une sur l’autre) que pourrait retenir la pression de l’air

• Calcul : Hauteur de la colonne d’eau = 38 x 27 = 1026 cm = 10 m (environ)

La masse d’un litre d’air

• On mesure la masse d’un ballonpuis, on retire un litre d’air que l’on transvase dans une bouteille par déplacement d’eau.

• On mesure la nouvelle masse du ballon.

• La différence de masse est alors la masse d’un litre d’air.

Avant

Après

Vidéo de l’expérience : remplir la bouteille d’air par déplacement d’eau

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calcul

• D’après l’expérience, la masse d’un litre d’air est égale à :

• 282,5 – 281.2 = 1,3 g

• 1 L d’air a une masse de 1,3 g