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PHYSIQUE N2 Introduction 1)Symboles, équation, surface & volume 2)Unités de mesure & conversions 3)Règle de trois 4)Pression 5)Poids apparent 6)Loi de.

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1 PHYSIQUE N2 Introduction 1)Symboles, équation, surface & volume 2)Unités de mesure & conversions 3)Règle de trois 4)Pression 5)Poids apparent 6)Loi de Mariotte (PV = cte) 7)Loi dHenry (dissolution, hors programme) Conclusion S Challemel E3 N° 13952

2 Surface & Volume: 1) Symboles, équation, surface & volume Symboles: =égal à supérieur à ou >= supérieur ou égal à environ égal à ou implique équivalent à Équation: a, b, c sont des constantes x est linconnue à trouver. ax + b = cax + b - b = c - b Exemple: L l h Surface = S = l x L Volume = V = S x h = l x L x h

3 Illustration équation: 10 pomme de terre (10pdt) On suppose que toutes les pdt ont la même taille, quel est le poids dune pdt ? 10pdt = pdt – 200 = 1000 – pdt = 800 (10pdt)/10 = 800/10 Pdt = 80 g

4 2) Unités de mesure & conversions GrandeursUnitésSous multiplesConversions Longueurm1 km = 10 hm = 100 dam = 1000 m 1 m = 10 dm = 100 cm = 1000 mm, etc… Surfacem2m2 1m 2 = 100 dm 2 = cm 2, … Volumem3m3 1m 3 = 1000 dm 3 = 1000 l, …1 dm 3 = 1 l Massekg1 kg = 1000 g, … PressionPa (Pascal) 1 bar = Pa 1 bar 1kg/cm 2 1 bar 760 mm de Hg

5 Exemple: quelle est le poids dun bloc de 12 l contenant 2400 l dair sachant quil pèse 15 kg à vide et sachant qu1 litre dair pèse 1,29g ? 3) Règle de trois Corps(Kg/l) Eau1 Eau de mer1,03 Air1,29 g/l Plomb (Pb)11,3 Application en plongée: variation de poids entre la fin de plongée et le début, le lestage est donc déterminé en fin de plongée (pression bouteille en fin de plongée = 50 bar min). P = 18,1 Kg P air = (2400 x 1,29)/1 = 3096 g P bloc plein 18,1 kg 1 litre1,29g 2400 litreP air ? ab cX ? X = (c x b)/a

6 Pression absolue (P abs): 1 cm Profondeur ( m) Poids de la colonne deau Résultante des deux: P abs = P atm + P r P relative (bar) = Pr Pr = Profondeur (m) / 10. Soit 1 bar / 10 m P atmosphérique = P atm P atm = 1 bar au niveau de la mer Lié au poids de leau Lié au poids de lair 4) Pression P abs = P atm + Profondeur (m)/10 Au niveau de la mer, P abs = 1 + Profondeur (m)/10

7 5) Poids apparent Théorème dArchimède: Tout corps plongé dans un fluide au repos subit une force verticale, dirigée de bas en haut dont lintensité est égale au poids du volume du fluide déplacée. Démonstration Animation flash Forme de lobjet Poids de la pâte à modeler (g) Poids du volume deau déplacée (g) Poids de lobjet - Poids du volume deau déplacée (g) Boule Barque Poids apparent (Kg) = Poids réel (Kg) - Poussée dArchimède (Kg) Papp = Pr - Parch

8 5) Poids apparent Profondeur (m) 3 Poussée dArchimède Poids réel Poids apparent = 0 (flottabilité neutre) < 0 (flottabilité positive) > 0 (flottabilité négative)

9 5) Poids apparent Exercice: Un plongeur totalement équipé déplace un volume deau de 100 l. Il a réglé son lest en lac (3 m), il a 6 Kg de plomb et pèse 94 Kg avec son équipement sans les plombs. 1l d eau douce = 1Kg, 1l deau de mer = 1,03 Kg, on ne prend pas en compte le volume deau déplacée par les plombs 1) son lestage est il bon en lac ? 2) son lestage est il correct en mer ? Si non que doit il faire ? Parch = 100 Kg Pr = = 100 Kg 1 ok Parch = 100 x 1,03 = 103 Kg Pr = = 100 Kg 2 Il doit rajouter 3 Kg Rq: Penser à noter dans votre carnet de plongée le lestage car il dépend de lendroit où on plonge: lac, mer rouge, méditerranée, etc

10 6) Loi de Mariotte, expérience

11 6 m: 37,5 ml 10 m: 30 ml

12 6) Loi de Mariotte, expérience 30 m: 15 ml Profondeur (m)VolumePression (bar) P x V ,51, Profondeur (m)VolumePression (bar) P x V ,51,

13 6) Loi de Mariotte (PV = constante) A une température donnée, Pression 1 (bar) x Volume 1 (l) = Pression 2 x Volume 2 Q représente une quantité de gaz et il y a conservation de cette quantité de gaz: P 1 V 1 = P 2 V 2 = Q

14 6) Loi de Mariotte (PV = constante)

15 Exercice (autonomie): Une palanquée évolue à 20 m et a reçu comme consigne par le DP darrêter la plongée à 50 bar. 2 plongeurs sont équipés de 12 l et un dun 10 l. 1)Sachant que la consommation moyenne est de 20l/min et que les bouteilles ont été gonflées à 200 bar quelle sera la durée de la plongée ? 2)Un requin au tout début de la plongée (200 bar) à 20 m effraye un des plongeurs (équipé dun bloc 12l) qui panique et déclenche un essoufflement! Au bout de combien de temps sera t il en panne dair sachant quil consomme 100 l/min ? 0 m 20 m P1V1 = 150 x 10 = 1500 l V2 = 1500/3 = 500 lT min = 500/20 = 25 min 12 P1V1 = 200 x 12 = 2400 l V2 = 2400/3 = 800 l T min = 800/100 = 8 min

16 6) Loi de Mariotte (PV = constante)

17 0 m 20 m 1 l dair à 1 bar 0,33 l dair à 3 bar PV = cste 1 l dair à 20 m (3 bar), contient 3 x plus dazote et doxygène quà la surface (car il est comprimé par la pression ambiante), il est donc 3 fois plus lourd Constitution de lair: 79% azote et 21% (20,97%) doxygène, pour simplifier on prendra 80% azote (N2) et 20% doxygène (O2) Application en plongée: permet dexpliquer lessoufflement (air plus lourd), la décompression (quantité dazote respiré augmente avec la profondeur), la toxicité des gaz en plongée (ivresse des profondeurs, toxicité de loxygène,…), …

18 7) Loi de Henry (Dissolution, hors programme N2) Dissolution dun gaz dans un liquide (passage dun gaz dans un liquide ): t1 t2 Le phénomène est réversible et le passage du gaz se fait toujours de la plus forte concentration vers la plus faible: t

19 7) Loi de Henry (hors programme N2) A léquilibre la quantité dazote dissous dans le corps est proportionnelle à la quantité dazote respiré 0 m 20 m Corps stocke lazote pendant la plongée (oxygène consommé par lorganisme) Corps libère de lazote pendant la remontée Décompression trop rapide = risque daccident de décompression = libération anarchique dazote Décompression en respectant le moyen de décompression (ordi, table) Azote respiré Azote dissous dans le corps


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