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Niveau école ingénieur
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baromètre d'Huyghens

Posté par
marion800
05-10-19 à 18:57

Bonjour, voici mon énoncé

Le baromètre d'Huyghens a la forme indiquée sur la figure ci-dessous.
Le tube large, de section S, contient sur une hauteur h du mercure, de densité d.
Au dessus du mercure se trouve de la glycérine de densité d', dont la surface libre atteint, dans le tube mince de section s, un niveau situé sur une hauteur h' au dessus du niveau du mercure dans la cuvette. On supposera que la pression est nulle dans la chambre barométrique (qui se situe au-dessus de la glycérine).
1. Ecrire les conditions d'équilibre des liquides dans le tube lorsque la pression atmosphérique est égale à Po.
2. On considère une variation h de la hauteur du mercure. Quelle relation existe-t-il entre cette variation h et la variation h' de la hauteur h' ? Faire un schéma explicatif. On signale que le volume de glycérine reste constant.
3. La pression atmosphérique Po subit une variation P qui entraîne une variation h' de la hauteur h'.
Etablir la relation existant entre P et h'. Calculer P en Pa si h' = 5 cm
(d = 13.6 ; d'=1.3 ; s/S =1/100
4. Calculer la plus petite variation de pression décelable avec ce baromètre sachant que l'échelle est graduée en mm.
Avantage d'un tel baromètre par rapport aux baromètres classiques gradués en mmHg ?

En vous remerciant de votre aide !!

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 05-10-19 à 18:59

voici le schéma

baromètre d\'Huyghens

Posté par
vanoise
re : baromètre d'Huyghens 05-10-19 à 21:05

Bonsoir
J'imagine que tu as bien compris le principe du baromètre classique à mercure. Le principe est ici le même.
Il faut supposer la pression nulle à la surface libre de la glycérine et la pression égale à la pression atmosphérique à la surface libre du mercure dans la cuve. Il faut alors appliquer la relation fondamentale de la statique des fluides aux deux liquides.
Pour la question 2, il faut considérer que le volume de glycérine reste fixe...
Je te laisse réfléchir et proposer une solution.

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 10:49

PS= Pvide + g(h'-h)

Ps= Pvide

Cela est juste ?

Posté par
vanoise
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 12:41

Que vaut Pvide ?
Pour ta première formule, il s'agit de la masse volumique ' de la glycérine.
Tu peux aussi appliquer le relation fondamentale de la statique des fluides à la colonne de mercure de hauteur h.

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 12:47

Pvide =0

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 12:48

donc pour la première formule :

PS= ' g(h'-h)

C'est cela ?

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 12:48

et donc Ps=0

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 12:56

Pour la question 2.

h' = 2h


Est ce que c'est juste ?

Posté par
vanoise
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 14:32

OK pour ce que tu as écrit sauf :
h' = 2h
D'où vient ce "2" ? Formule écrite "au hasard" ?
Essaie de faire un raisonnement en tenant compte du volume constant de la glycérine. Le résultat doit faire intervenir s et S.

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 14:36

Non, non le 2 n'était pas du tout au hasard

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 14:37

Mais si le volume de la glycérine ne varie pas cela signifie donc que h' reste constant ?

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 14:42

S + h = h

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 14:44

h'= (S + h ) +s

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 14:54

En faite, je crois que je n'ai pas bien compris le fait que le volume de glycérine reste constant du moins son implication dans les calculs ....

Posté par
vanoise
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 14:57

Ce que tu viens d'écrire n'a aucun sens : on ne peut additionner que des grandeurs de même dimension physique ; on ne peut pas additionner l'aire S d'une surface avec une distance h ! Cela est vraiment le "b a ba" des sciences physiques !

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 14:58

ah mais je ne pensais pas que s était une surface mais plutot un niveau

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 15:00

mais donc si on ajoute une variation h au niveau h alors h' aura aussi l'ajout de h donc h =h'

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 15:02

car le volume de glycérine, lui ne varie pas

Posté par
vanoise
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 15:05

Non car hh'

Posté par
vanoise
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 15:06

Je rectifie : Non car Ss.
Oublie mon message de 15h05

Posté par
marion800
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 15:07

Mais pourtant la hauteur h' ne peut varier que si nous ajoutons du mercure c'est-à-dire h parce que la glycérine reste constante donc je ne vois pas ce que représente h'

Posté par
vanoise
re : baromètre d'Huyghens 06-10-19 à 17:28

Tu n'as pas écrit la relation donnant la pression atmosphérique en fonction des hauteurs, des masses volumiques et de g. Tu comprendras alors qu'une variation de cette pression atmosphérique provoque une variation de h et de h'.



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