Préparation au N3: Physique Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Plan du cours Flottabilité – Archimède Compressibilité des gaz – Mariotte Pressions partielles – Dalton Dissolution des gaz dans les liquides – Henry Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Flottabilité – Archimède Pourquoi un bateau de 5000 tonnes flotte alors qu’un clou de 10 grammes coule ? Qui peut énoncer le principe d’Archimède? Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Flottabilité – Archimède Tout corps plongé dans un liquide subit une poussée verticale, qui s'exerce de bas en haut, égale au poids du volume de liquide déplacé Qu’appelle-t-on « poids apparent » ? Poids apparent = Poids réel – Poussée d’Archimède Poids apparent > 0  on coule Poids apparent < 0  on flotte Qu’appelle-t-on « densité » ? Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Flottabilité – Archimède Qu’est-ce qui influence la flottabilité d’un plongeur ? Dans quel sens ? Palmes ? Bouteille ? Combinaison ? Plomb ? Stab ? Poumon ? Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Compressibilité des gaz – Mariotte Pourquoi doit-on gonfler sa stab à 20m, alors qu’on était équilibré à 3m? Pourquoi doit-on souffler en remontant? Et les apnéistes? Est-ce qu’on consomme l’air de la même manière à 20m et à 40m? Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Compressibilité des gaz – Mariotte A température constante, le volume occupé par une quantité donnée de gaz est inversement proportionnel à la pression qu’il subit P x V = constante P1 x V1 = P2 x V2 Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Compressibilité des gaz – Mariotte Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Compressibilité des gaz – Mariotte Exercice combien de temps peut-on rester à 20m avec une consommation en surface de 15L/min. (bloc de 15L, 50 bars de réserve)? Même question à 40m Même question, pour les deux profondeur, mais en essoufflement (60L/min.) Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Pressions partielles – Dalton De quoi est constitué l’air? Les constituants de l’air ont-ils tous le même rôle et les mêmes effets sur l’organisme? Lorsque des gaz sont mélangés, quelle est la pression du mélange? Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Pressions partielles Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Pressions partielles – Dalton La pression totale exercée par un mélange de gaz est égale à la somme des pressions partielles des constituants La pression partielle d'un gaz est la pression qu’aurait le gaz s’il occupait seul tout le volume Pmélange = Pp1 + Pp2 Ppi = Pmélange x %i Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Pressions partielles – Dalton Sachant que l’azote est toxique à partir d’une Pp de 6 bars, quelle profondeur ne pas dépasser? A partir de quelle Pp l’oxygène est-il toxique sachant qu’il ne faut pas dépasser 30 mètres avec un mélange constitué de 40% d’oxygène? Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Dissolution des gaz dans les liquides – Henry Vous avez tous entendu parler de décompression. Vous avez tous fait des paliers. Qui peut expliquer à quoi ça sert? Les paliers dépendent de la profondeur atteinte, mais aussi du temps passé à cette profondeur. Pourquoi? Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Dissolution des gaz dans les liquides – Henry A température constante et à saturation, la quantité de gaz dissout dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle qu'exerce ce gaz sur le liquide. Saturation: état d’équilibre: il y a autant de gaz qui se dissout dans le liquide que de gaz qui s’échappe du liquide. Lorsque la pression change, il faut un certain temps avant de retrouver l’équilibre Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Dissolution des gaz dans les liquides – Henry Sous-saturation: il y a plus de gaz qui se dissout dans le liquide que de gaz qui s’en échappe Sur-saturation: il y a plus de gaz qui s’échappe du liquide que de gaz qui se dissout Sur-saturation critique: il y a tant de gaz qui s’échappe que des bulles se forment: c’est ce qui se produit lorsqu’on ouvre une bouteille d’eau gazeuse. Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

Dissolution des gaz dans les liquides – Henry Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009