Fluide au reposfabbrospc.fr/wp-content/uploads/2021/03/Fluide.pdfII - Notion de pression 1 - Force...

Fluide au repos

M.Fabbro

www.fabbrospc.fr

M.Fabbro Classe de 1re Spécialité Fluide au repos www.fabbrospc.fr 1 / 41

I - Description d’un fluide1 - Définition2 - Description microscopique3 - Description macroscopique

a - La masse volumique ρ

b - La température Tc - La pression p

II - Notion de pression1 - Force pressante2 - Pression

III - Pression atmosphérique1 - De quels facteursdépend-elle ?

a - L’altitudeb - La météo

2 - Valeurs

IV - Mesure d’une pression1 - Les appareils2 - Les unités

V - Loi de Boyle MariotteVI - Loi de l’hydrostatique

I - Description d’un fluide1 - Définition

2 - Valeurs

Un fluide est un corps susceptible de s’

écouler

. Il est déformable et n’apas de forme

propre

: il prend la forme du récipient qui le contient.

Un fluide correspond donc principalement à l’état

liquide

et à l’état

gazeux

Définition

Un fluide est un corps susceptible de s’écouler. Il est déformable et n’apas de forme

propre

: il prend la forme du récipient qui le contient.

liquide

et à l’état

gazeux

Définition

Un fluide est un corps susceptible de s’écouler. Il est déformable et n’apas de forme propre : il prend la forme du récipient qui le contient.

liquide

et à l’état

gazeux

Définition

Un fluide correspond donc principalement à l’état liquide et à l’état

gazeux

Définition

Un fluide correspond donc principalement à l’état liquide et à l’étatgazeux.

Définition

I - Description d’un fluide2 - Description microscopique

2 - Valeurs

À l’état liquide, les particules sont

proches

les unes des autres etpeuvent facilement se déplacer les unes par rapport aux autres.

À l’état gazeux, les particules sont

éloignées

les unes des autres et enmouvement désordonné les unes par rapport aux autres.

Définition

À l’état liquide, les particules sont proches les unes des autres etpeuvent facilement se déplacer les unes par rapport aux autres.

À l’état gazeux, les particules sont

éloignées

les unes des autres et enmouvement désordonné les unes par rapport aux autres.

Définition

À l’état liquide, les particules sont proches les unes des autres etpeuvent facilement se déplacer les unes par rapport aux autres.

À l’état gazeux, les particules sont éloignées les unes des autres et enmouvement désordonné les unes par rapport aux autres.

Définition

I - Description d’un fluide3 - Description macroscopique

2 - Valeurs

Il est impossible de connaître le comportement de chaque particuleconstituant un fluide.

Pour décrie un fluide, des grandeurs macroscopiques sont utilisées,elles sont en lien avec sa nature microscopique.

Remarques :

2 - Valeurs

La masse volumique ρ, est liée au nombre de

particules

par unité de

volume

. Elle s’exprime en

kg · m−3

. La masse volumique des liquidesest

supérieure

à celle des gaz.

Définition

La masse volumique ρ, est liée au nombre de particules par unité de

volume

. Elle s’exprime en

kg · m−3

supérieure

à celle des gaz.

Définition

La masse volumique ρ, est liée au nombre de particules par unité devolume. Elle s’exprime en

kg · m−3

supérieure

à celle des gaz.

Définition

La masse volumique ρ, est liée au nombre de particules par unité devolume. Elle s’exprime en kg · m−3. La masse volumique des liquidesest

supérieure

à celle des gaz.

Définition

La masse volumique ρ, est liée au nombre de particules par unité devolume. Elle s’exprime en kg · m−3. La masse volumique des liquidesest supérieure à celle des gaz.

Définition

2 - Valeurs

La température, notée T , est une grandeur liée à l’

agitation

des parti-cules. Elle s’exprime en kelvins (K) :

T (K) = θ(°C) + 273, 15

. Plus latempérature est élevée, plus les particules sont agitées.

Définition

La température, notée T , est une grandeur liée à l’agitation des parti-cules. Elle s’exprime en kelvins (K) :

T (K) = θ(°C) + 273, 15

. Plus latempérature est élevée, plus les particules sont agitées.

Définition

La température, notée T , est une grandeur liée à l’agitation des parti-cules. Elle s’exprime en kelvins (K) : T (K) = θ(°C) + 273, 15. Plus latempérature est élevée, plus les particules sont agitées.

Définition

2 - Valeurs

La pression, notée p, est définie en tout point du fluide et traduit la

poussée

qu’il s’exerce sur la paroi. La pression est due aux

desmolécules du fluide contre les parois du récipient.

Définition

La pression, notée p, est définie en tout point du fluide et traduit lapoussée qu’il s’exerce sur la paroi. La pression est due aux

desmolécules du fluide contre les parois du récipient.

Définition

La pression, notée p, est définie en tout point du fluide et traduit lapoussée qu’il s’exerce sur la paroi. La pression est due aux chocs desmolécules du fluide contre les parois du récipient.

Définition

II - Notion de pression1 - Force pressante

2 - Valeurs

Un fluide exerce sur les parois du récipient qui le contient un grandnombre de chocs (aspect microscopique). Il en résulte une force appeléeforce pressante. Cette force est toujours

perpendiculaire

à la surface surlaquelle elle agit.

Définition

Un fluide exerce sur les parois du récipient qui le contient un grandnombre de chocs (aspect microscopique). Il en résulte une force appeléeforce pressante. Cette force est toujours perpendiculaire à la surface surlaquelle elle agit.

Définition

II - Notion de pression2 - Pression

2 - Valeurs

L’état d’un gaz ou liquide exerçant une force pressante de valeur Fsur une surface S, est décrit par une grandeur macroscopique appeléepression telle que :

Pression dufluide (Pa)

Force pressante(N)

Surface paroi(m2)

Définition

Le Pa peut aussi s’exprimer en N · m−2.Remarque :

I Quelle est la pression exercée par les pattes d’un éléphant de5,0 tonnes si l’on admet qu’il est immobile et que la surface decontact de chacune de ses pattes avec le sol est un disque de30 cm de diamètre ?

Pour une patte :

P=14 × m × g

=14 × 5,0 × 103 × 9, 8

π × (15 × 10−2)2

= 1,7 × 105 Pa

Exercice d’application :

I Quelle est la pression exercée par les pattes d’un éléphant de5,0 tonnes si l’on admet qu’il est immobile et que la surface decontact de chacune de ses pattes avec le sol est un disque de30 cm de diamètre ?Pour une patte :

P=14 × m × g

=14 × 5,0 × 103 × 9, 8

π × (15 × 10−2)2

= 1,7 × 105 Pa

I Comparer cette pression à celle exercée par les talons aiguillesd’une femme de 60 kg en admettant que leur surface vaut 1,0cm2 et qu’ils supportent chacun le quart de la force de pesanteurde la femme.

Pour un pied :

P=12 × 1

4 × 60 × 9, 8(1,0 × 10−4)2

= 7,4 × 109 Pa

I Comparer cette pression à celle exercée par les talons aiguillesd’une femme de 60 kg en admettant que leur surface vaut 1,0cm2 et qu’ils supportent chacun le quart de la force de pesanteurde la femme.Pour un pied :

P=12 × 1

4 × 60 × 9, 8(1,0 × 10−4)2

= 7,4 × 109 Pa

III - Pression atmosphérique1 - De quels facteurs dépend-elle ?

2 - Valeurs

La pression atmosphérique diminue au fur et à mesure que l’altitudeaugmente (de 10 hPa tous les 100 m en moyenne jusqu’à 5000 m).

Remarque :

2 - Valeurs

Un fluide se déplace toujours des

hautes

pressions vers les

basses

pres-sions.

Définition

Un fluide se déplace toujours des hautes pressions vers les

basses

pres-sions.

Définition

Un fluide se déplace toujours des hautes pressions vers les basses pres-sions.

Définition

Un anticyclône est un lieu où la pression de l’air est plutôt élevée (entout cas pour de l’air atmosphérique).

Par contre, un endroit où il règne une basse pression est appelé dé-pression. Alors, comme pour la pompe à vélo, l’air circule de l’anti-cyclone vers la dépression.

Et il emmène les nuages avec lui !

Donc, il n’y a plus de nuage sous l’anticyclône (il fait beau), parcontre, il pleut sous la dépression ! La mesure de la pression atmo-sphérique permet donc de prévoir la météo.

Remarque : quel rapport avec le beau temps ?

III - Pression atmosphérique2 - Valeurs

2 - Valeurs

La valeur moyenne de la pression atmosphérique vaut :

patm =

1,013 × 105 Pa = 1013 hPa

. Elle varie chez nous environ entre 980 hPa(vent plutôt fort) à 1030 hPa (temps très beau).

Définition

La valeur moyenne de la pression atmosphérique vaut : patm =

1,013 × 105 Pa = 1013 hPa. Elle varie chez nous environ entre 980 hPa(vent plutôt fort) à 1030 hPa (temps très beau).

Définition

IV - Mesure d’une pression1 - Les appareils

2 - Valeurs

On utilise un

manomètre

:I à liquide

La dénivellation h entre les deux surfaces du liquide manométriquereprésente (en cm de liquide) la différence de pression (pgaz − patm).

I métalliqueLa déformation d’un boîtier métallique est transmise à une aiguille sedéplaçant devant un cadran.

I électroniqueUn capteur de pression produit un signal électrique qui est transmisà une afficheur.

On utilise un manomètre :I à liquide

La dénivellation h entre les deux surfaces du liquide manométriquereprésente (en cm de liquide) la différence de pression (pgaz − patm).

I métalliqueLa déformation d’un boîtier métallique est transmise à une aiguille sedéplaçant devant un cadran.

I électroniqueUn capteur de pression produit un signal électrique qui est transmisà une afficheur.

IV - Mesure d’une pression2 - Les unités

2 - Valeurs

I Le bar :

1 bar = 105 Pa

. C’est celle qu’on utilise pour gonflerles pneus de voiture par exemple : 1 bar est proche de la pressionatmosphérique (comparaison facile) et d’une valeur "ronde" (poursimplifier).

I L’atmosphère :

1 atm = 1,013 × 105 Pa

. Cette unité est souventemployée pour justement comparer une pression avec la pressionatmosphérique.

I Le cmHg (centimètre de mercure) : le baromètre de Toricelli conte-nant du mercure, on mesure la pression par la différence de hauteurh entre les deux niveaux de mercure, d’où une pression expriméeen cmHg (ou encore en mmHg).

Définition

I Le bar : 1 bar = 105 Pa. C’est celle qu’on utilise pour gonflerles pneus de voiture par exemple : 1 bar est proche de la pressionatmosphérique (comparaison facile) et d’une valeur "ronde" (poursimplifier).

I L’atmosphère :

1 atm = 1,013 × 105 Pa

. Cette unité est souventemployée pour justement comparer une pression avec la pressionatmosphérique.

Définition

I Le bar : 1 bar = 105 Pa. C’est celle qu’on utilise pour gonflerles pneus de voiture par exemple : 1 bar est proche de la pressionatmosphérique (comparaison facile) et d’une valeur "ronde" (poursimplifier).

I L’atmosphère : 1 atm = 1,013 × 105 Pa. Cette unité est souventemployée pour justement comparer une pression avec la pressionatmosphérique.

Définition

V - Loi de Boyle Mariotte

2 - Valeurs

Pour un gaz, quel qu’il soit et à une température donnée, le produit deson volume par la pression qu’il subit est constant.

P × V = constantePression (Pa)

Volume du gaz (m3)

Définition

Figure – Haute pression,faible volume

Figure – Pression diminue,volume augmente

Figure – Basse pression, grandvolume

Plus la pression d’un gaz diminue, plus son volume augmente, viceet versa.

Remarque :

On considère un volume d’air V1 = 1,0 L à une profondeur de 30 m :il est soumis à une pression P1 = 4,0 bar. Lorsqu’il remonte à lasurface, la pression atteint P2 = 1,0 bar. Quel est le nouveau volumedu ballon ?

On applique la loi de Boyle Mariotte :

P1 × V1 = P2 × V2

Soit :V2=

P1 × V1P2

=4, 0 × 1, 0

1, 0= 4,0 L

On considère un volume d’air V1 = 1,0 L à une profondeur de 30 m :il est soumis à une pression P1 = 4,0 bar. Lorsqu’il remonte à lasurface, la pression atteint P2 = 1,0 bar. Quel est le nouveau volumedu ballon ?

On applique la loi de Boyle Mariotte :

P1 × V1 = P2 × V2

Soit :V2=

P1 × V1P2

=4, 0 × 1, 0

1, 0= 4,0 L

VI - Loi de l’hydrostatique

2 - Valeurs

pB = pA ± ρfluide × g × (zA − zB)

Pression (Pa) Masse volumique (kg · m−3)

Intensité de pesanteur (N · kg−1) Altitudes (m)

Définition

Le signe ± indique qu’il faut faire attention à l’orientation du l’axez . On se rappellera que la pression doit diminuer en altitude et aug-menter en profondeur.

À chaque fois qu’un plongeur descend de 10 m, la pression qu’il subitaugmente de un bar.

On appelle pression absolue, la somme de la pression atmosphériqueet de la pression de l’eau.

Remarques :

On suppose un tonneau de 1 m de hauteur, avec un fond de 76 cmdiamètre et un tube de 1,0 cm de diamètre.I Calculer l’aire du fond du tonneau.I Exprimer la pression entre le bas et le haut du tonneau.I Déterminer la force pressante exercée sur la face interne puis

externe du tonneau. En déduire la résultante des forces quis’exercent sur le fond du tonneau.

I Déterminer le volume d’eau contenu dans le tube.I Calculer de nouveau la résultante des forces sur le fond du ton-

neau si l’on branche le tube.I Expliquer en quoi cette expérience peut sembler paradoxale.

Fluide au reposfabbrospc.fr/wp-content/uploads/2021/03/Fluide.pdfII - Notion de pression 1 - Force...

Documents

Transcript of Fluide au reposfabbrospc.fr/wp-content/uploads/2021/03/Fluide.pdfII - Notion de pression 1 - Force...

Ecosystem investigation Group 1 General description.

ANSYS TUTORIAL – 2-D Fracture Analysis 1 Problem Description 2 ...

DESCRIPTION OF THE SUBROUTINES USED TO COMPUTE GROUND …

Arcs sortants et entrantsstehlikm/... · 2020. 11. 15. · Arcs sortants et entrants Déﬁnition Soient G= (V;E) un graphe orienté et U V. Alors, on note @+(U) l’ensemble des

Description Logics - unibz

FLUIDE VASCOELASTICE

Description d’un fluide au repos – Exercices › enseignement › premiere...2. Une capsule manométrique reliée à un tube en U contenant de l'eau est plongée dans un récipient

Applications • PDAs & computers TS419, TS421 Description · • PDAs & computers • Portable appliances Description The TS419/TS421 is a monaural audio power amplifier driving

Kouretes 2009 SPL Team Description Paper

TECHNICAL DESCRIPTION NEW DAILY EURO 4

Heat Stress Responsive Zostera noltii ± METACYC ID Description

1SSI - saee6a6657866e446.jimcontent.com · d) Vérin à simple effet (VSE) Admission du fluide (haute pression) Echappement d’air (basse pression) Piston 2. Vérin (pneumatique,

A dynamical description of neutron star crusts

Cours Mécanique des fluides compressibles...1 C.Guilié janvier 2010 Mécanique des fluides compressibles I Rappels Nous restreindrons l’étude au cas du fluide idéal, non visqueux,

Ω RF Digital Attenuator Product Description 7-bit, 31.75 ... · Ω RF Digital Attenuator Product Description 7-bit, 31.75 ... ... dsa.

Conformal Description of Starobinsky Model and Beyond

Un fluide est en équilibre par rapport à un référentiel R si pour …leblogapapastrubel.hautetfort.com/media/00/01/1349725032.pdf · 2010. 1. 4. · Un fluide est en équilibre

Thermodynamic description of the Gallium-Lanthanum binary system · PDF fileThermodynamic description of the Gallium-Lanthanum binary system M. Idbenali1, C.Servant2 ... (γLa)) were

DOAC: Description of a Career

ARIES-ACT1 preliminary plasma description