Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau première
Partager :

Loi de Boyle-Mariotte

Posté par
fluflu
21-02-20 à 12:11

Bonjour
J'ai un dm pour la rentrée assez complexe dans la mesure où je n'arrive à trouver de l'aide nulle part ...
Je bloque sur des questions d'incertitude...
Voici la question :
Calculer incertitude U(P.V) sur le produit P.V à partir des incertitudes U(P) et U(V) et de la relation :

U(P.V) = {\sqrt{\frac{U(P)^2}{P}+\frac{U(V)^2}{V}}}

Cependant je suis tombé sur le même TP sur un manuel, mais la formule n'était pas la même (le carré était pour toute la fraction par exemple) ... il est possible que mon professeur se soit trompé de formule et, en corrigeant nos copies, nous mettent faux car il a accès aux réponses sur ce fameux manuel car c'est un enseignant.. et avec l'approche de la fin de ce trimestre, il ne pourra pas modifier les notes.
Quand je calcule cette fameuse incertitude, je tombe sur des nombres improbables ...
Et le prof nous a dit que U(V) = 1cm3 et U(P) = 100 Pa
Or ce n'est pas ce que je trouve avec ma calculatrice
j'espère recevoir votre aide ...
Voici les résultats de mesures de la pression en fonction du volume de gaz :

V (m3)P (Pa)
15x10-6100500
20x10-679300
25x10-663400
30x10-653400
35x10-645400
40x10-640100
45x10-635600


Posté par
vanoise
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 12:42

Bonjour
La formule que tu fournis est nécessairement fausse car elle  n'est pas homogène.  En particulier, sous la racine carrée elle aditionne une pression et un volume.
Il faut écrire que l'incertitude relative sur le produit P.V est la racine carrée de la somme des carrés des deux incertitudes relatives sur P et sur V.

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 12:59

Merci ! Donc la bonne formule c'est  :

(Je me permets de la mettre en pièce jointe car c'est très compliqué à écrire)
?

Loi de Boyle-Mariotte

Posté par
vanoise
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 13:50

Oui !

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 13:52

Je vous remercie, je vais réessayer !

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 14:14

Je trouve vraiment un résultat improbable ...
Pouvez-vous m'aider svp ?
Comment trouver U(P) et U(V) ?
Je suis pasÉ par la calculatrice et j'ai trouvé U(P)= 21619 Pa et U(V) = 0,00001 m3
Je ne comprends pas comment le professeur a pu trouver 100 Pa et 1cm3

Posté par
vanoise
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 14:28

Les incertitudes absolues U(P) et U(V) ne se calculent pas. Se sont des estimations qui résultent de l'analyse du matériel de mesure utilisé et du protocole expérimental. Elles sont fournies apparemment par l'énoncé : U(P)=100Pa et U(V)=1cm3.
A mon avis : le travail à faire est le suivant :
Pour chacune des mesures, il te faut calculer la valeur de P.V et l'incertitude absolue U(P.V). Il te faudra ensuite analyser les résultats et voir si ces mesures confirment ou non la loi de Mariotte.
L'utilisation d'un tableur, type LibreOffice ou Excel, allège de beaucoup le travail.
Attention : prendre ce que je viens d'écrire avec réserve : je ne suis pas ton professeur !

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 14:44

Merci
Pensez-vous que le résultat final de cette incertitude puisse être  de 0,4 ?

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 14:44

——>
U(p.v) = 0,4
?

Posté par
vanoise
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 15:16

Attention, une incertitude absolue doit être accompagnée de son unité, ici le Pa.m3 équivalent au joule (J)
Revois ton calcul, je n'arrive pas au même résultat. Il faut ensuite faire ce calcul pour les 7 séries de mesures. On peut visualiser le résultat graphiquement en représentant les variations du produit PV en fonction de V. La loi de Mariotte est d'autant mieux vérifiée que les points expérimentaux sont proches d'une horizontale. On améliore la représentation en ajoutant les "barres d'erreurs" : petits segments verticaux centrés sur les points de mesure de hauteur 2U(PV). Compte tenu des erreurs de mesures, la valeur exacte du produit PV n'est pas nécessairement celle calculée mais on peut estimer qu'elle correspond à un point situé sur ce segment.
Je ne te fournis pas le tableau des calculs : cela reviendrait à faire le travail à ta place. Voici tout de même la représentation graphique. Je te laisse travailler...

Loi de Boyle-Mariotte

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 15:22

J'ai arrondi au centième, c'est pour cela que j'ai dit 0,4. Mais  il me semble que ce que vous avez fait est bien trop compliqué pour la question posée, personnellement j'ai juste remplacé P et V ainsi que P.V par leurs valeurs (P et V sont des valeurs quelconques du tableau) puis ai effectué le calcul à l'aide de la relation donnée !
Qu'en pensez-vous ?

Posté par
vanoise
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 15:27

Aucune des 7 incertitudes absolues sur le produit P.V n'est de l'ordre de 0,4J.

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 16:15

Il m'est donc impossible d'utiliser la formule telle qu'elle est donnée ?
Je vais donc essayer ce que vous avez proposé

Posté par
vanoise
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 16:40

Comme déjà expliqué, la première formule que tu as fournie est grossièrement fausse. Il faut utiliser la formule du message du  21-02-20 à 12:59. J'ai utilisée comme incertitude absolues sur les mesures de V et P celles fournies par l'énoncé :
U(P)=100Pa et U(V)=1cm3.
Pour les mesures de P et V, j'ai utilisé ton tableau de mesures.
Aucune des 7 incertitudes absolues sur le produit P.V n'est de l'ordre de 0,4J.

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 17:03

Voici ce que j'ai trouvé :
Pour la 1ère ligne du tableau : 0,1005
2 : 0,0793
3 : 0,0634
4 : 0,0534
5 : 0,0455
6 : 0,0403
7 : 0,0359

Est-ce bon ?

Posté par
vanoise
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 17:17

Oui à condition de ne pas oublier l'unité !

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 17:20

D'accord merci ! Il faut donc que je marque tous ces résultats-là ? Parce que l'énoncé disait « L'incertitude U(P.V) »

Posté par
vanoise
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 17:26

Il y a bien une incertitude absolue par mesure. Ensuite, on peut imaginer un traitement statistique de ces sept mesures mais je ne sais pas si cela est à ton programme.

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 17:33

Il me paraissait juste étrange le fait que l'énoncé sous-entende qu'il n'y a qu'1 incertitude
Merci beaucoup pour votre aide !

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 22:23

Excusez-moi ´, il y'avait une autre question dans cette question
« Exprimer la valeur de P.V à l'aide d'un encadrement »
Comment procéder avec autant de valeurs de U(P.V) ?
Merci

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 22:26

Peut-être commencer par faire la moyenne des différents U(P.V) ?

Posté par
vanoise
re : Loi de Boyle-Mariotte 21-02-20 à 23:36

Plusieurs méthodes existent et conduisent à des valeurs proches mais pas tout à fait identiques ; les incertitudes ne sont que des estimations.
La représentation graphique que je t'ai fournie peut rendre service. On y remarque que la première valeur est assez nettement plus faible que les autres. On peut imaginer qu'il y a eu une erreur de lecture ou de manipulation qui rend cette mesure aberrante. On peut éventuellement ne pas en tenir compte.
On peut alors faire une moyenne des six autres mesures du produit P.V.
Faire la moyenne des incertitudes absolue comme tu le suggères n'a pas beaucoup de sens. Pour réaliser l'encadrement, Il me semble plus judicieux de regarder quelle est la valeur maximale possible et la valeur minimale possible compte tenu des valeurs mesurées et des incertitudes correspondantes. Une fois la mesure n° 1 éliminée, c'est la mesure n° 2 qui conduit à la plus grande valeur : 1,66J ; c'est la mesure n° 2 qui conduit à la plus basse valeur : 1,51J. On peut donc, en arrondissant, fournir le résultat :
PV=(1,590,08)J
Il y a d'autres méthodes utilisant les statistiques et la notion d'écart-type. Pas sûr que cela soit à ton programme.
Cela sous toutes réserves : la méthode préconisée par ton professeur est peut-être différente...

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 22-02-20 à 11:14

D'accord merci beaucoup pour votre réponse
Bonne journee

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 24-02-20 à 18:30

Je reviens quelques jours plus tard avec la question: comment avez-vous trouvé la valeur « 0,08 » dans l'encadrement ?
Merci

Posté par
vanoise
re : Loi de Boyle-Mariotte 24-02-20 à 19:16

0,08J correspond à l'incertitude calculée sur la deuxième valeur. Puisque la première mesure a été considérée comme aberrante, il s'agit de la plus grande incertitude retenue.
Comme déjà dit, il y a d'autres méthodes (statistiques notamment) qui conduisent à des résultats un peu différents...

Citation :
Et le prof nous a dit que U(V) = 1cm3 et U(P) = 100 Pa

J'ai respecté ces indications dans mes calculs mais, compte du matériel habituellement utilisé dans ce genre de mesures, elles ne me paraissent pas très réalistes. Je pense qu'il est possible de faire un peu mieux sur le volume : U(V)=0.25cm3 peut-être. En revanche, une incertitude de l'ordre du millième seulement de la pression atmosphérique normale : cela me parait bien peu. Mais bon : je ne connais pas le matériel utilisé et je me trompe peut-être...

Posté par
fluflu
re : Loi de Boyle-Mariotte 24-02-20 à 20:02

Merci pour votre réponse



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 245 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !