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Niveau seconde
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Pression appliquée dans un baril d'éthanol

Posté par
oumani
04-11-17 à 17:52

Bonjour,
Voilà, l'exercice que j'ai entre les mains m'a pris toute l'après midi, et je suis desesperement à la recherche d'une réponse svp aidez moi.

Voici l'énoncé:
On considère un baril cylindrique contenant un volume V=200L d'ethanol (liquide) de masse volumique = 0.78g/cm^3. Le diamètre de la base inférieure du baril est D=50cm. h est la profondeur du baril. A est le centre de la base supérieure du cylindre et C celui de la base inférieure
On donne Patm=1atm : c'est la pression atmosphérique. g=10N/Kg.
1/ Quelle est la valeur P(A) dela pression au point A de la surface libre de l'éthanol.
2/ Montrer que la pression exercée au point C par le liquide s'écrit sous la forme : P(C)=gh avec la masse volumique de l'ethanol.
3/ Soit B le point tel que AB=BC=h/2. Donner l'expression de la pression P(B) exercée par le liquide en ce point en fonction de h, et g.
4/ Calculer en Pascal les pressions P(B) et P(C)
--------------------------------------------------------------------
Alors, j'ai essayé de faire cet exercice et je crois avoir répondu correctement à la 1ère question et à la 2ème.
1/  Puisque la base supérieure du cylindre est en équilibre et qu'il y a deux force qui s'appliquent sur celle ci(le poids de l'air sur la base et la force de l'éthanol), donc ces deux forces sont égales, c-à-d que Fatm=Féthanol Fatm x Sbase=Féthanol x Sbase Patm=P(A) P(A)=1atm.
2/ Soit Péthanol le poids de l'éthanol contenu dans le baril et P la pression exercée par celui-ci sur la base inferieure du cylindre.
Péthanol=mETHANOL x g= x V x g
donc Péthanol=x V x g Péthanol/S=x V x g/S P=x V/S x g=x h x g.
3/Je crois avoir fait cette question, mais j'en doute fortement.
J'ai fractionné le baril en deux : La partie superieur de hauteur AB=h/2, et la partie inferieure de hauteur BC=h/2.  J'ai considéré donc que la pression appliquée par le liquide sur B est la difference des pressions Pab et Pbc ( Pab étant la pression appliquée par l'éthanol contenu dans la partie supérieure  sur la base inférieure de cette partie, et Pbc la pression appliquée par l'éthanol contenu dans la partie inférieure  sur la base supérieure de cette partie). La raison pour laquelle je doute est que ce ésultat est nul, et que dans la question on m'a demandé que le résultat soit en fonction de h, et g. Je sais très bien que je pourrais mettre 0xh g. Mais je préfère en être sur.
4/ Le calcul est facile. Je cherche plutôt à voir si les résultats précédents sont corrects.

Merci énormément d'avoir pris le temps de lire et de répondre à ce problème.

Posté par
gbm Webmaster
re : Pression appliquée dans un baril d'éthanol 05-11-17 à 11:03

Bonjour oumani,

Tu postes un topic en totale adéquation avec les règles de ce forum, il serait donc dommage qu'aucune aide ne te sois apportée .

---------------

Citation :
1/ Puisque la base supérieure du cylindre est en équilibre (position statique) et qu'il y a deux forces qui s'appliquent sur celle ci (le poids de l'air exercé sur la base et la force de réaction exercée par l'éthanol), donc d'après le principe d'inertie (première loi de Newton) ces deux forces sont égales, c-à-d que Fatm=Féthanol Fatm x Sbase=Féthanol x Sbase Patm=P(A) P(A)=1atm.


Je ne sais pas si c'est ton professeur qui te demande de rédiger ainsi, le résultat final est correct : P(A) = Patm = 1 atm.

Citation :
2/ Soit Péthanol le poids de l'éthanol contenu dans le baril et P(C) la pression exercée par celui-ci sur la base inférieure du cylindre.

Péthanol=mETHANOL x g=(éthanol) x V(éthanol) x g
donc Péthanol=(éthanol)x V(éthanol) x g Péthanol/S=(éthanol)x V(éthanol) x g/S P(C)=(éthanol)x V(éthanol)/S x g=(éthanol)x h x g.

car V(éthanol) = S*h


Je suis un peu gêné par la formulation de l'énoncé ... Si la pression exercée en C par le liquide correspond à ton résultat, la pression totale, exercée par l'air à la surface libre de l'éthanol et par le liquide conduit à la relation fondamentale de l'hydrostatique : P(C) = Patm + *g*h

Pour la question 3, il faut appliquer la dernière relation rappelée :

P(B) = Patm + *g*h/2

Je te laisse faire les applications numériques.



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