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Niveau maths sup
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Thermo : manomètre différentiel

Posté par
Physique_75
06-05-13 à 15:52

Bonjour,
Je bloque un peu sur cet exercice ca je ne sais pas quelle méthode adopter :

Un manomètre différentiel permet de mesurer une surpression p régnant dans le récipient de gauche à partir d'une hauteur différentielle h. Soit m la masse du piston et la masse volumique du liquide.

a) Relier le déplacement du niveau du liquide h dans le manomètre différentiel à p si s<<S (le piston est considéré comme immobile p).

Je trouve p=-gh en utilisant la loi de la statique des fluide pour un liquide, à droite, mais cela me parait trop simple...

b)Relier h à p en prenant en compe cette fois le déplacement du piston.

On a mg+(P0+p)S0=pression du fluide * S. Mais comment trouver la pression du fluide?

c)Commenter le résultat en le comparant à la relation qu'on obtiendrait pour un manomètre classique à tube de section constante.

Merci par avance.

Thermo : manomètre différentiel

Posté par
krinn Correcteur
re : Thermo : manomètre différentiel 06-05-13 à 21:00

bonsoir,

il suffit d'écrire que le piston doit rester à l'équilibre lorsqu'on le soumet à la surpression p
cette surpression p provoque une force supplémentaire p So qui doit donc être compensée par une surpression au niveau de B telle que: PB.S = p So

c'est comme cela que je procéderais.

pour trouver PB tu utilises la colonne de liquide à droite (tu exprimes PB en fct de h et H )

dans le a) on suppose que H=0 donc ça simplifie le calcul
dans le b) H n'est pas nul mais il y a conservation du volume donc on a une relation supplémentaire: hs=HS

sauf erreur

Posté par
PerArGal
re : Thermo : manomètre différentiel 06-05-13 à 21:28

Bonjour

Il me semble qu'il y a une incohérence entre ton énoncé et le schéma ... la hauteur H qui est le déplacement du piston lorsqu'il y a surpression p. Alors que tu dis que le piston est immobile qq soit p .

Posté par
krinn Correcteur
re : Thermo : manomètre différentiel 06-05-13 à 21:43

bonsoir PerArGal

je pense que dans le a) il font l'approx. : H << h

Posté par
Physique_75
re : Thermo : manomètre différentiel 07-05-13 à 12:34

Bonjour,
Tout d'abord merci pour vos reponses, cependant je me pose certaaines questions :

Citation :
il suffit d'écrire que le piston doit rester à l'équilibre lorsqu'on le soumet à la surpression p
cette surpression p provoque une force supplémentaire p So qui doit donc être compensée par une surpression au niveau de B telle que: PB.S = p So


Je l'ai retrouvé :
Sans surpression, on peut écrire : P0*S0+(S-S0)P0=PA*S ce qui donne PA=P0
Avec surpression on a : (P0+p)S0+P0(S-S0)=PAS+PBS d'où PB*S=p*S0

Ce que je ne comprend pas c'est comment trouver PB avec l'interface de droite. Est-ce que PB=PD?
J'ai écrit PB=gh, est-ce que c'est juste?

Posté par
krinn Correcteur
re : Thermo : manomètre différentiel 07-05-13 à 19:33

Citation :
Sans surpression, P0*S0+(S-S0)P0=PA*S ce qui donne PA=P0


non, tu as oublié le poids du piston
sans surpression, A et B sont confondus,
et PA = Po + gho si on considère la colonne de liquide (H=h=0)

donc si p=0 on a:
mg + PoSo + Po(S-So)= PA S = S(Po + gho)

si p > 0:
mg + (Po+p)So + Po(S-So) = PB S = S(Po + g(H+h+ho))


en faisant la différence des deux relations tu trouves: pSo = Sg(H+h)

1a) tu fais H0 et tu trouves directement h

1b) tu dis que le volume de liquide reste constant donc hs=HS et tu en déduis h

sauf erreur

Posté par
Physique_75
re : Thermo : manomètre différentiel 07-05-13 à 21:44

Oh la la oui j'ai vraiment fait n'importe quoi. Merci beaucoup!

Pour la b), on a H=hs/S, du coup pS0=Sg(hs/S +h)=Sh(s/S +1). Comme s<<S, on a s/S<<1 donc pS0=Sgh on trouve donc le meme resultat qu'au a), c'est ça? Ou faut-il laisser s/S?

Posté par
krinn Correcteur
re : Thermo : manomètre différentiel 07-05-13 à 21:49

b) il faut garder s

p = gh(S+s)/So

Posté par
Physique_75
re : Thermo : manomètre différentiel 09-05-13 à 14:08

Merci beaucoup pour votre aide krinn.

Juste une dernière chose, pour la c) il suffit de dire que S=S0=S' c'est cela? et on trouve p=2gh.
Le problème c'est que je ne sais pas du tout quel commentaire faire... quel est l'intéret d'un manomètre différentiel?

Posté par
krinn Correcteur
re : Thermo : manomètre différentiel 09-05-13 à 15:55

je pense qu'il faut plutot comparer la sensibilité de l'appareil quand on a S = s et s
si s=S ( manomètre classique à tube de section constante) la sensibilité est moins bonne

sauf erreur

Posté par
Physique_75
re : Thermo : manomètre différentiel 09-05-13 à 16:42

D'accord, je vois, merci



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