ENSEIGNER
mercredi 22 novembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: L'air qui nous entoure
  -  _ (Anciens programmes)  -  Physique

Activité 2: Pression d'un gaz

 
La pression d'un gaz se mesure avec un manomètre (ou pressiomètre).

Relier la seringue (avec le piston à mi-course) au pressiomètre. Noter l'indication du pressiomètre.


a. On suppose que l’on puisse relier le pressiomètre comme indiqué ci-dessous (figure 2). Utiliser le paragraphe 1 du modèle macroscopique des gaz pour indiquer si la valeur de la pression mesurée serait supérieure, égale ou inférieure à la pression précédemment mesurée.


Pousser doucement le piston et observer sur le pressiomètre comment varie la pression de l'air dans la seringue.
Attention à ne jamais dépasser la pression maximale indiquée sur le pressiomètre.


b. Si on réalisait le montage représenté ci-dessous


et que l’on pousse doucement sur le piston, comment à votre avis évoluent les indications des deux pressiomètres.
• L’indication du pressiomètre 1 est à chaque instant inférieure à celle du pressiomètre 2.
• Les deux indications sont les mêmes à chaque instant
• L’indication du pressiomètre 1 est à chaque instant supérieure à celle du pressiomètre 2.
Valider ou corriger votre réponse à l’aide du §1 du modèle en écrivant la phrase du modèle que vous utilisez.
Figure 3

c. En vous aidant éventuellement de la situation précédente, proposer une interprétation microscopique de l’action du gaz sur les parois.


But: Pression d'un gaz

L’objectif de cette activité est double :
- s’appuyer sur une situation adéquate pour donner du sens à la pression en tant que grandeur macroscopique de description de l’état d’un gaz. Dans le modèle macroscopique on se contente de lier pression et action du gaz contenu sur les parois du récipient. On n’évoque pour l’instant ni la surface considérée ni " l’efficacité des chocs ".
- utiliser le fait que la pression est la même partout : les élèves ont parfois tendance à penser que " la pression est plus forte " sur la paroi qui est face au piston (celle du bout de la seringue, c’est elle qui est jugée comme obstacle au mouvement de l’air).
Enfin la dernière question fait la transition avec une interprétation microscopique qui va s’avérer nécessaire pour donner un mécanisme explicatif à l’affirmation selon laquelle la pression est la même partout.

Corrigé: Pression d'un gaz

a. On mesurerait la même valeur que précédemment car la pression de l’air est la même partout dans la seringue.
b. Les deux indications sont les mêmes à chaque instant pour la même raison.
c. Les élèves ont déjà étudié les gaz au collège, au niveau macroscopique et au niveau microscopique. Ils peuvent donc répondre que la pression du gaz est liée aux choc des molécules sur les parois.

Préparation: Pression d'un gaz

Utiliser une simple seringue, il n’est pas nécessaire que le piston puisse être bloqué pour cette activité.
La pression ayant été définie pour un gaz dans un récipient fermé, il vaut mieux " allumer " le pressiomètre lorsque la seringue est connectée. Ceci a également pour avantage les éventuelles surpression pouvant apparaître lors de la connexion du tuyau au pressiomètre.
Il est envisageable de fabriquer des seringues avec une sortie sur le côté en faisant un trou puis en collant un petit tuyau mais ceci est rendu assez difficile par l’exigence de solidité (les pressions vont pouvoir être importantes). Dans ce cas, l’activité devra être légèrement modifiée puisque les élèves pourront alors vérifier leur prédiction.

Savoir: Pression d'un gaz

Le professeur pourra préciser aux élèves que le pressiomètre joue le même rôle qu’une paroi ou portion de paroi du récipient (veiller à ce que le tuyau de la seringue et le pressiomètre soient séparés par trait sur les schémas). Les élèves pourraient penser sinon que l’air entre dans le pressiomètre.

Comportement des élèves: Pression d'un gaz

Certains élèves n'acceptent pas d'emblée "que les molécules se répartissent dans tout le volume qui leur est offert" et qu’elles vont entrer en collision avec les parois quelle que soit leur orientation.

La difficulté pour les élèves est de penser que l’air agit de la même façon sur toutes les parois du récipient et pas uniquement dans la direction du mouvement du piston.

La vidéo montre que, pour deux des élèves (Ma et Ad), il n'y a de pression que lorsque l'on pousse. Pour les élèves le mot pression sous entend qu'il y a une action, le plus souvent celle de pousser.
Cette idée peut être associée à celle vue lors de la précédente activité (partie 2 activité 1, expérience 2) : lorsqu'une quantité d'air est immobile, c'est comme si elle n'existait pas. Ces deux idées sont cohérentes, il ne peut y avoir d'action de quelque chose qui n'existe pas.

Vidéo

Activité n° 2: Pression d'un gaz
Pression d'un gaz


(Double-cliquez sur la vidéo pour la lancer)

A à mi-chemin…(rires), merde, fait chier, j'vais faire l'intelligente
M: vas-y fais ton intelligente
A: attends, après on a math, alors autant faire l'intelligente ici
M: vas-y pousses maintenant
A: non faut pas pousser
Ad: mais bien sûr que si, qui faut pousser
M: sinon t'as pas de pression
A: mais non faut pas pousserr
Ad: alors, unr
Ad: faut pas pousser
M: t'as pas de pression si tu la mets (rires)
A: y'a pas de pression
M: la pression c'est quand ça pousse