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Niveau seconde
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Le modèle du gaz parfait.

Posté par
chichou7
08-05-07 à 14:06

Bonjour j'ai un exercice a faire en chimie mais je n'y arrive pas est ce que vous pourriez m'aider:

Voici l'enoncé :
   Un cycliste gonfle la chambre a air de la roue avant de son velo. On suppose que la température de l'air reste constante avant et aprés la compression de l'air. Lors de l'opération de gonflage, la longueur du cylindre de la pompe balayée par le piston est l = 40cm. Lorsque le piston est relevé, la valve de la chambre à air se ferme par la pression existant dans celle-ci, et l'air extérieur entre de nouveau dans le corps de la pompe.
   Dés que le piston descend dans le cylindre, l'air contenu dans celui-ci est isolé de l'atmosphère par le piston. La valve reste alors fermée et elle ne s'ouvre que lorsque la préssion dans le cylindre est egale a la pression dans la chambre à air.

   1. Au debut du gonflage, le cycliste entend un leger bruit lui indiquant l'ouverture de la valve de la chambre a air. Ce declic s'effectue lorsqu'il a enfoncé la partie mobile de sa pompe d'une longueur telle que a_1 = 10cm. La pression atmosphérique est Po = 1.00 bar. Calculer la pression P_1 de l'air dans la chambre à air  au debut du gonflage ?

merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Le modèle du gaz parfait. 08-05-07 à 18:58

Bonjour,

"Gonflé" cet énoncé de dire que la température ne change pas... Acceptons !

Quand le volume de la pompe est maximal (piston à 40 cm) appelons-le V

Que vaut le volume de la pompe quand le piston est enfoncé de 10 cm (piston à 30 cm) ?

Supposant que la température ne change pas, le volume a changé donc quelle est la nouvelle pression ?

Posté par Kaser (invité)re : Le modèle du gaz parfait. 08-05-07 à 19:21

Salut
Si tu as le diametre du piston de la pompe je vois comment ce serais possible.  L'as tu ??

Posté par Kaser (invité)re : Le modèle du gaz parfait. 08-05-07 à 19:31

Oups Non en fait même pas besoin.
Etant donné que la température est constante on peut utiliser la loi des gaz parfaits
Soit l'etat initial l'etat 1 et 2 l'autre
PV = nRT
Or T est constant au cours de la compresion =>  T1=T2
donc  on en deduis P1V1 = P2V2

D'où P2 = P1V1/ V2

Le volume d'un cylindre (ta pompe est définie par V=*r2*hauteur    r ton rayon que tu ne connais pas mais il va se simplifier t'inquiete

donc P2 = P1 * 40*r2 / (40-10)*r2
=> ta "hauteur" initiale est de 40cm et finale de 40-10.
Donc P2 = 1*4/3   lorsque tu simplifie l'étape au dessus.
Donc P2= 4/3 bar soit environ 1,33 bar

Voilà

Posté par
Coll Moderateur
re : Le modèle du gaz parfait. 08-05-07 à 20:52

chichou7 >
A température constante on applique la loi de Boyle-Mariotte
P.V = Constante

Quand la longueur du volume utile de la pompe passe de 40 cm à 30 cm le volume est multiplié par 3/4
Donc la pression est multipliée par 4/3

Si la pression est de 1 bar pour 40 cm, alors elle est de 4/3 bar = 1,33 bar pour 30 cm

Posté par
chichou7
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 13:43

merci à tous voici la question 2)

  En fin de gonflage, le declic s'effectue lorsque le cycliste a enfoncé la partie mobile d'une longueur a_2 = 32 cm. Calculer la pression P_2 dans la chambre à air.

Posté par
chichou7
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 13:47

je trouve que p = 1.25 bar

Posté par
chichou7
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 13:52

  3) En realité, l'air s'echauffe en se comprimant; en fin de gonflage, sa température et _2 = 40°. Avant la compression, l'air rentrant dans le corps de la pompe est alors a la température moyenne de

Posté par
chichou7
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 13:53

_0 = 18°c. Quelle est la pression réelle dans la chambre à air notée P'_2?

Posté par
Coll Moderateur
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 14:15

Ton message de 13 h 47 : comment as-tu trouvé 1,25 bar ? Je ne trouve pas du tout cela.

La partie mobile s'est enfoncée de 32 cm
L'air est comprimé dans le reste de la pompe, c'est-à-dire sur une longueur de 40 - 32 = 8 cm

Posté par
chichou7
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 14:29

oui ça y est je m'en suis apperçu

Posté par
chichou7
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 14:31

je comprends rien je trouve 0.2 maintenant

Posté par
Coll Moderateur
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 14:35

Quand la longueur passe de 40 cm à 8 cm quel est le rapport des volumes ?
Quel est donc le rapport des pressions ?

Posté par
chichou7
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 15:14

mais est ce que mon resultat est bon ?

Posté par
chichou7
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 15:15

V = constante / P

P = constante / V

Posté par
Coll Moderateur
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 16:10

Relis mon message d'hier à 20 h 52 :

Quand la longueur du volume utile passe de 40 cm à 30 cm
. le volume est multiplié par 30/40 = 3/4
. la pression est donc multipliée par 4/3 (puisque PV = constante)

Si la pression était de 1 bar pour 40 cm, elle est maintenant de 4/3 = 1,33 bar pour 30 cm

Fais la même chose pour le passage de 40 cm à 8 cm...

Posté par
chichou7
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 16:17

ben la je trouve 0.5 bar

Posté par
chichou7
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 16:19

et à l'instant 5 bar je sais pas en plus je m'embrouille ça me soule

Posté par
chichou7
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 16:21

dites moi la formule au moins

Posté par
chichou7
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 16:26

c'est bon j'ai trouvé c'est 5 bar

Posté par
chichou7
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 16:32

et pour la question 3)message 13h52) j'ai trouvé que la pression etait egale à 143055 Pa ??

Posté par
Coll Moderateur
re : Le modèle du gaz parfait. 09-05-07 à 16:45

Pour tenir compte de la variation de température, on applique cette fois la loi des gaz parfaits.

En conséquence P.V/T = constante

Etat initial :
P1 = 1 bar
V1 = 40*S cm3
T1 = 18 + 273,15 291 K

Etat final :
P2 = ? bar
V2 = 8*S cm3
T2 = 40 + 273,15 313 K

P2 = 1 * (40 / 8) * (313 / 291) 5,4 bar



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