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Préparation au N3: Physique

Préparation au N3: Physique. Plan du cours. Flottabilité – Archimède Compressibilité des gaz – Mariotte Pressions partielles – Dalton Dissolution des gaz dans les liquides – Henry. Flottabilité – Archimède. Pourquoi un bateau de 5000 tonnes flotte alors qu’un clou de 10 grammes coule ?.

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Préparation au N3: Physique

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Presentation Transcript

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

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

  3. 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

  4. 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

  5. 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

  6. 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

  7. 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

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

  9. 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

  10. 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

  11. Pressions partielles Jean-Baptiste Nizet – Mars 2009

  12. 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

  13. 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

  14. 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

  15. 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

  16. 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

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

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