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Thermomètre à gaz:/
bonjour!
Un thermomètre à gaz peut être schématisé comme le montre la figure ci-contre (jvais la mettre après).
De l'air est emprisonné dans le ballon de volume 30mL. Un index de mercure peut se déplacer dans le tube horizontal. Lorsque le ballon est plongé dans de l'eau en équilibre avec de la glace fondante, l'index se trouve face à la graduation 0 de la règle. On place alors le ballon dans des bains-marie de différentes températures et on note les positions d de l'index lors de chaque expérience. Les résultats obtenus sont regroupés dans le tableau suivant:
t(°C) | 0,0 | 5,0 | 10,0 | 15,0 | 20,2 | 25,0 | 30,0
d(cm)| 0,0 | 4,3 | 8,7 | 13,1 | 17,4| 21,8 | 26,2
1)Indiquer le nom du phénomène physique, dépendant de l'état thermique de l'air contenu dans le ballon, mis en jeu dans le principe de fonctionnement de ce thermomètre à gaz.
2)Tracer la courbe t=f(d) représentant les variations de la température en fonction de d.
3)Déterminer la température du bain-marie si l'index s'arrête devant la graduation 15,0cm (ils ont de ces questions quand même...).
4)Lorsque l'index se stabilise, la pression de l'air à l'intérieur du ballon est égale à la pression atmosphérique: Vrai ou faux? justifier.
merci d'avance
alors pour la 3, la température sera de 15,4°C. Non?
Mais en faite, c'est surtout la question 1 et la 4 que je comprend pas, avec la pression atmosphérique...
Mais merci pour le graphique
Que se passe-t-il quand on plonge le ballon dans un bain-marie de température plus élevée que celle où se trouve initialement le ballon ?
Oui, et quelles sont les conséquences d'une augmentation de la température de l'air emprisonné dans le ballon ?
...sa explose xD?
Non, pas avec le montage de ton dessin.
Mais il y a une bonne idée dans ta réponse. Pourquoi est-ce que cela pourrait exploser ? Quel est le phénomène physique qui expliquerait une explosion ?
Choc thermique sur le verre. C'est une idée ; mais elle ne convient pas avec les températures dont il est question dans ton énoncé.
La température varie ici de 0 °C à 30 °C et un ballon en pyrex peut très bien supporter ces changements de température.
Quand la température de l'air emprisonné dans le ballon augmente, l'index (qui est une goutte de mercure) se déplace. Qu'est-ce qui fait que cette goutte de mercure se déplace ? Qu'est-ce qui la pousse ? Pourquoi un objet immobile se met-il à bouger ?
Oui, c'est l'air qui la pousse...
Au début l'index est en équilibre, par exemple quand le ballon est dans le mélange d'eau et de glace pilée. L'air du ballon ne pousse pas donc.
Quand on place le ballon dans un bain-marie plus chaud, l'air pousse. Pourquoi ? (relis la quatrième question)
aaaah à cause de la pression atmospherique? Pcq la pression à l'interieur du ballon est plus forte que la pression atmospherique, c'est ça?
C'est un bon début.
Oui, quand l'index est en équilibre c'est que la pression de chaque côté de la goutte de mercure est la même.
A droite (sur ton schéma) la pression est toujours la pression de la pièce, ou pression atmosphérique.
Si on élève la température de l'air du ballon, l'air va vouloir se dilater s'il peut occuper plus de place. L'augmentation de température accroît l'agitation des molécules d'air ; si le volume ne change pas alors la pression dans le ballon augmente. Mais si la pression à gauche de la goutte est supérieure à la pression à droite (pression atmosphérique) alors une force apparaît en fonction de la section du tube qui est aussi la section de la goutte de mercure.
C'est cette force qui va déplacer la goutte.
En se déplaçant vers la droite la goutte augmente le volume disponible pour l'air réchauffé. La pression dans le ballon diminue puisque le volume augmente. Jusqu'au moment où la pression dans le ballon est redevenue égale à la pression atmosphérique : à ce moment l'index n'est plus soumis à une force qui le déplace, il s'immobilise à une nouvelle position qui dépend de la température de l'air à l'intérieur du ballon.
Est-ce que tu comprends un peu mieux ?
Je t'en prie.
Ta réponse de 09 h 36 : tu as mal lu le graphique. Fais un graphique de grandes dimensions pour bien lire la température quand l'index s'arrête à la position 15 cm
oui, beaucoup plus proche de 17 °C que de 15 °C
Mais tu peux peut-être faire un petit calcul...
26,2 cm 
30 °C
15 cm ? °C
Affreux !
26,2 : ce sont des centimètres
15 : aussi des centimètres
donc
26,2 - 15 = 11,2 : ce sont encore des centimètres
Et tu voudrais soustraire des centimètres de la température (30 °C) qui est en degrés Celsius ? ?
La question posée à 11 h 05 est du programme de quatrième (proportionnalité).
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