Gaz

[Jérémy]

Bonjour je m'entraine actuellement sur des exos et un me bloque :

Du dioxyde de cartbone est emrpisonné dans un cylindre fermé par un piston mobile m=10kge et d'aire s=20cm²

1) Enoncer le principe d'inertie et l'appliquer a l'équilibre du piston. (fait)

2) Quelle est la pression p du dioxyde de carbone ?

g=10N.kg-1 et P(atm)=1.0 bar


J'ai du mal pour la 2) :s

je pensé a p=F/S, mais après y'a des formules que je peux changer mais que j'en suis pas sûr

(aussi y'a t-il un lien entre la force F qui est la force gravitationelle et F la force pressante ?)

Merci

[SoS(1)]

Bonjour

J'imagine que le piston en question ferme un cylindre dont l'axe est vertical. Pour la première question, vous avez écrit une relation entre deux forces exercées sur le piston.

Puis dans votre raisonnement, pour la deuxième question, vous écrivez une relation entre la force pressante et la pression.

Vous avez alors tout en main pour trouver la pression.

Cela dit, pouvez vous me détailler la réponse que vous avez écrite à la question 1, et vos idées de réponses pour la question 2 afin que je puisse mieux vous aider si vous ne voyez toujours pas venir la réponse?

A bientôt sur le forum.

[Jérémy]

Bonjour, malheuresement la reponse ne vient pas^^

Pour la reponse 1

P+F=0 vecteur P=m.g donc F=m.g (mais je sais pas si c'est le F en newton de la formule que j'ai enoncé plus haut p=P/S)

Principe d'inertie ici : l'objet est en repos donc les forces se compensent


Mais je vois vraiment pas pour la reponse 2 :s

[SoS(1)]

Il faut revenir sur la première question. En effet, Vous avez oublié une force. Le piston est en contact avec le gaz contenu dans le cylidre, mais aussi avec l'air extérieur au cylindre...

Voyez vous alors ce que vous avez oublié?

[Jéerémy]

Et bien :

Son poids P
Les forces de frottements F
et les forces pressantes donc la résultante des forces pressantes

Les forces de frottements c'est bien celles qui permettent au piston de rester immobile enfin je veux dire qu'il la retien comme une valise sur une plaque y'a une force qui est dirigée vers le haut ?

Donc

P+F+F=0 en vecteurs mais là sa me bloques encore plus ^^

[SoS(1)]

Concernant les forces de frottement, si l'énoncé n'en parle pas, ce n'est pas la peine de les introduire. Par contre, en toute rigueur, l'air extérieur au cylindre exerce lui aussi une force de pression sur le piston. Sauf que cette force appuie sur le piston, donc est dans le même sens que la force de pesanteur. C'est pour cette raison que dans les données de l'exercice, on vous donne la pression extérieur. Cela dit, il faut voir si cette force est négligeable ou pas par rapport à la pesanteur.

Pouvez vous réécrire le principe d'inertie avec toutes ces forces ?

[Jérémy]

Donc :

P(gaz) -> vers le haut
P(l'air) -> vers le bas
F -> vers le bas

P+P+F= 0 (en vecteur)
et là j'hésite

P=P+F ou P=-P-F ??

[SoS(1)]

Pouvez vous noter la force de pression exercée par l'air extérieur Fe, la force de pression exercée par le gaz intérieur Fi, et la force de pesanteur P pour que je puisse m'y retrouver dans vos expressions?
A tout de suite.

[Jérémy]

D'accord^^

Fi+Fe+P=0

Fi=Fe+P ou Fi=-Fe-P ??

merci

[SoS(1)]

Bonne nouvelle, une de vos propositions est correcte.

Pour savoir laquelle d'entre elles, faites un schéma et dessinez les vecteurs force appliquées au piston, et rappeler vous de la signification du principe d'inertie : le système est immobile car les forces appliquées sur ce système se compensent.

Allez-y, j'attends votre réponse.

[Jérémy]

Bien enfaite il me semble que :

Si l'on parle de vecteur : on a Fi=-Fe-P


Si l'on parle de norme de vecteur : on a Fi=Fe+P

Comme l'on cherche une norme on a :

Fi=Fe+P
P.S=m.g+P.S
P=m.g+P

C'est sa ?

[SoS(1)]

Cela y ressemble. Mais vous devez faire des efforts pour présenter les choses de façon compréhensible. notez par exemple la pression du gaz Pg, et la pression extérieur Pe. Pouvez vous alors réécrire la relation entre les normes des vecteurs avec ces notations ?

[Jérémy]

Désolé ^^

On a la fin

Pg.S=m.g+Pe.S

Par contre je suis pas sur pour le /S je sais pas si a droite je peux vraiment l'enlever directement ?

sa donnerai Pg=m.g+Pe

10*10+10^5

Je pense plutôt que le tout doit être divisé par S c'est a dire

Pg*S=m.g + Pe*S
___ ___ ____
S S S

Donc Pg=m.g+Pe
____
S

Sa donnerait 150000 Pa

[SoS(1)]

Votre deuxième proposition est la bonne. Il faut effectivement tout diviser par S. Vous obtenez alors le bon résultat. Bravo pour votre tenacité.

Si on fait un petit bilan, il faut que vous fassiez un shéma propre, et clair, où les forces appliquées au système doivent apparaître. Mais pour ne pas oublier de forces, il faut que vous regardiez avec précision le milieu extérieur qui peut avoir une action sur le système.
Ensuite, soyez rigoureux au niveau de vos notations. C'est très important pour que l'on puisse vous lire, et que vous puissiez vous aussi vous lire.

Voilà. Continuez à venir nous voir si vous avez d'autres questions. Le sujet est-il clos ?

[Jérémy]

Euh non dernière question :

Donner la masse de l'objet dont le poids P est égal a cette force (la force est 10^5)

Je pensais faire P=m.g
10^5=m.10
10^5/10=m
m=10000g

est-ceci ?

Sinon merci :)