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accélération d'un gaz et pression?

Posté par
snapshoot
17-02-12 à 15:03

salut,

le titre est un peu vague et trompeur, voici le vrais problème que je doit résoudre.
tout d'abord, voici un dessin ;

accélération d\'un gaz et pression?

on a ce mécanisme donc; un cylindre + piston + bielle + mini vilebrequin + volant moteur accolé à cette vilebrequin....un truc classique quoi!
dans le cylindre y a un gaz sous haute pression qui ne demande qu'a se dilaté et faire avancer le piston (sous la force F ou plutôt la pression P) qui va lui même faire tourner le vilebrequin (via la bielle ),puis c'est le volant moteur qui tourne et va faire avancer notre bloque "moteur" selon une accélération rectiligne "a".
supposant que le transformation thermodynamique à l'intérieur du cylindre est isobare (mais qu'un évènement externe peut
la faire varier [cette pression], comme justement notre accélération linéaire là).

la question est (enfin); la pression sur la paroi du piston (coté gauche) ne risque-t-elle pas de diminuer à cause de l'effet de cette accélération linéaire, et ainsi faire que la machine avance moins vite ou s'arréter  carrément?

merci et désolé pour ma stupidité.

NB; le système  est sans frottements.

Posté par
snapshoot
re : accélération d'un gaz et pression? 17-02-12 à 18:53

ccc............

pas de réponses?

Posté par
J-P
re : accélération d'un gaz et pression? 18-02-12 à 09:55

Par quel miracle la "transformation thermodynamique à l'intérieur du cylindre" pourrait-elle bien être isobare ?

Qu'est-ce que tu essaies de faire ? Pas trouver le mouvement perpétuel, j'espère.

Si tu veux des réponses, il faut être plus précis et indiquer tout ce qui manque dans ton dessin.
Qu'est-ce qui alimente le piston en gaz en cours de mouvement ?
Si la réponse est rien, alors c'est que tu essaies d'inventer une machine à mouvement perpétuel ... et là, pas la peine d'essayer.

Posté par
snapshoot
je suis mal compris! 18-02-12 à 12:32

salut et merci tt d'abord,

1/ supposant qu'il y est vraiment un miracle pour que la pression à l'intérieur du cylindre soit isobare (dans les conditions normale ou il n'y a pas une accélération, mais si y a accélération [de tout le mécanisme]  ba alors la pression change [d'un coté elle augmente, et de l'autre elle diminue]).

2/ perpétuel mouvement?  c'est pas avec mes bac+3 que je vais inventer, je t'en rassure!

3/ mon vrais problème le voici;
c'est pour voir l'effet de l'accélération linéaire sur le gaz ,car il y a un paradoxe qui me fascine là; le gaz génère la pression, cette pression va générer l'accélération linéaire, et c'est cette accélération linéaire qui va finalement s'opposer à la pression (qui s'exerce sur le piston) , CETTE PRESSION QUI EST A L'ORIGINE MÊME DE CETTE ACCÉLÉRATION!!!!

donc c'est le serpent qui se mord la queue.....
ce cas me rappel le phénomène électrique de la magnétisation d'une bobine; la bobine s'oppose ttjour à la FEM qui est appliqué à ses bords.

merci et salutations.

Posté par
J-P
re : accélération d'un gaz et pression? 18-02-12 à 13:09

Pour répondre de manière à peu près sensée, il faut que les conditions données ne soient pas trop loin de la réalité ...
Et, sans autre info, c'est raté.

Si la quantité de matière n de gaz dans le cylindre est constante (ce qui est forcément le cas si rien ne fait communiquer l'intérieur de la chambre du cylindre avec le monde extérieur), alors avec la relation PV = nRT ---> P = nRT/V

nR est une constante et donc, pour conserver P constante lorsque V augmente, il faudrait que la température du gaz augmente au cours du mouvement du piston (vers la gauche sur le dessin)... Je ne vois pas ce qui pourrait avoir cet effet sans intervention extérieure.
-----
D'où provient l'énoncé d'un tel problème ?

Posté par
snapshoot
re : accélération d'un gaz et pression? 18-02-12 à 13:46

je connais trés bien la formule pv=nrt, et pour garder une constante de pression (isobare) on peut aussi faire augmenter la température de tel façon que même si le volume augmente, la pression reste constante donc.

tout ceci ne sont que des détails ,j'ai donné peut être le mauvais exemple avec cet mécanisme pour expliquer ce paradoxe  ;"...il y a un paradoxe qui me fascine là; le gaz génère la pression, cette pression va générer l'accélération linéaire, et c'est cette accélération linéaire qui va finalement s'opposer à la pression (qui s'exerce sur le piston) , CETTE PRESSION QUI EST A L'ORIGINE MÊME DE CETTE ACCÉLÉRATION!!!!

donc c'est le serpent qui se mord la queue.....
ce cas me rappel le phénomène électrique de la magnétisation d'une bobine; la bobine s'oppose ttjour à la FEM qui est appliqué à ses bords."

encore merci.

Posté par
snapshoot
re : accélération d'un gaz et pression? 18-02-12 à 13:52

...ne te focalises pas sur des détails de cet exemple qui n'ont rien à voir avec  ma question.

et les frottements, pense-tu que ça n'existe pas dans la nature? pourtant on peut les admettres comme absentes sur des model d'études théorique.

Posté par
snapshoot
re : accélération d'un gaz et pression? 18-02-12 à 19:08

up!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Posté par
J-P
re : accélération d'un gaz et pression? 18-02-12 à 19:23

Ici, il n'est pas question ou non de négliger des frottements mais de rester les pieds sur Terre.

On peut négliger des choses négligeables mais pas changer la physique.

Si tu ne veux pas dire d'où vient cet énoncé qui semble bien aller contre les lois de la Physique et bien tu auras peut-être quelqu'un d'autre que moi qui pourra t'aider.

Posté par
snapshoot
re : accélération d'un gaz et pression? 18-02-12 à 20:18

ok je vois,

bon t'as le même mécanisme, on lui rajoute un super compresseur à air qui injecte de l'aire sous haute pression dans le cylindre,et on suppose que le cylindre est suffisamment long (disant 1 ou 2 m) pour pouvoir bien voir le déroulement de l'épisode.

alors , ça va comme ça?

je veux juste savoir si y a"compétions" entre les deux accélérations ou non (celle qui pousse le piston...et celle qui le gaz, et c'est là le paradoxe qui me fascine ou plutôt m'agace, car la deuxième accélération n'est qu'une dérivé de la première et au meme temps elle cherche à l'inhiber, celle là meme qu'il lui a donné "naissance", tu vois maintenant j'aurais pu prendre n'importe quel exemple, mais j'ai trouvé que ca sous la main), c'est tout!

Posté par
snapshoot
re : accélération d'un gaz et pression? 18-02-12 à 22:13

up!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Posté par
snapshoot
re : accélération d'un gaz et pression? 18-02-12 à 22:58

up.........................

Posté par
J-P
re : accélération d'un gaz et pression? 19-02-12 à 10:46

Ce qui arriverait à un tel montage est que le machin ferait quelques cycles avant-arrière amortis et finirait par s'arreter (je parle de la roue).
  
Supposons la roue arrêtée et le piston à droite (avec quand même la bielle pas dans la direction de l'axe de la roue, sinon cela ne peut pas démarrer), la force F (due à la pression sur le piston) transmet un couple à la roue, mais ce couple est essentiellement variable en cours de rotation de la roue puisque le bras de levier (distance axe roue à la bielle) est essentiellement variable avec la position.
La roue démarre à accélération variable (faible avec la bielle quasi horizontale et maximale lorsque le maneton de la bielle est au dessus de l'axe de la roue).
Arriver à fond à gauche, le piston va passer le point mort grâce à l'inertie du volant et le piston va repartir vers la droite (grâce à l'inertie du volant).
Mais cette fois, la pression dans le piston va freiner la roue.
L'énergie cinétique du volant de la roue (qui a été donnée par le mouvement droite gauche du piston) va servir à repousser le piston vers la droite ... mais arrivé près du fond, même si le rendement est de 99,99999 %, le piston n'ira pas jusqu'au bout (c'est à dire jusqu'à la position qu'il avait tout au début) car l'énergie cinétique du piston aura été "mangée" entièrement par le travail nécessaire pour repousser le piston et même un fifrelin de frottement fera que le piston ne peut pas repartir à fond. (ici, on ne peut pas négliger l'effet du frottement, on ne peut négliger quelque chose que si ses effets sont négligeables pour le système étudié... mais ici, aussi petit que soit ce frottement, il empêchera la roue d'avancer tout le temps dans une même direction, il a donc un effet prépondérant sur le phénomène étudié (le mouvement de la roue) et il n'est pas alors question de l'ignorer).

Et donc la roue va repartir "en marche arrière", elle fera un peu moins d'un tour en marche arrière et puis repartira en marche avant où elle fera encore un peu moins de distance et ...
  
Le système fera des aller-retour mais où chaque "voyage" sera un peu plus court que le précédent et le système finira par s'arréter avec la bielle en position du point mort piston sorti.

Posté par
snapshoot
re : accélération d'un gaz et pression? 19-02-12 à 11:13

comme quoi l'imagination ca sert à quelque chose!!!

je te remercie grandement mon cher monsieur pour cet effort que j'precie vraiment.

tu m'as donné le cycle en entier (va et vient) , et c'est logique que tout va s'arrêter (après amortis)....mais moi je voulais juste connaitre le scénario du "va", et non du "vient".

mais entre temps je me suis quand même cassé un peu la tête sur le problème; quand le piston avance de droite à gauche sous la force F, il fait tourner la roue (sous un couple variable oui, donc une accélération variable aussi, mais positif si en considère l'orientation comme tel).
....etc, jusqu'à ce que le gaz lui même sera accéléré à son tour .
et selon la 3éme loi de newton (action/réaction), le gaz tentera (sous la force de réaction) d'accélérer de gauche à droite,donc il sera comprimé coté paroi du cylindre,et dilaté coté piston , résultat des courses, la force F de départ qui s'appliquait sur  le piston s'amoindrie.

ceci n'est que l'approche qualitative du phénomene.

merci et à+.



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