BTS AE 1ère année année scolaire 2010-2011 TP n°4: gaz parfait: relation entre pression et volume
Objectif : - étudier comment varie, à température constante, la pression d’une quantité fixe de gaz en fonction du volume qu’il occupe.
1. Principe
Une quantité d’air est enfermée dans une seringue graduée en cm3 (ou mL).
Cette seringue est reliée à un capteur de pression. En déplaçant le piston de la seringue, on modifie le volume de l’air enfermé, c’est à dire qu’on le comprime ou on le détend.
Le capteur de pression nous donne alors la valeur de la pression du gaz.
2. Mesures
1- Mesurez la longueur et le diamètre intérieur du tuyau en plastique reliant la seringue au capteur.
L = ...cm et d = ...cm Déduisez-en le volume (en cm3) Vtuyau d'air contenu dans le tuyau:
Vtuyau=d²
4×L=...cm3
2- Reliez la seringue au capteur de pression. Placez un voltmètre en position « continu » aux bornes du capteur et l'interrupteur du capteur sur la position « absolu »: 1 V représente 1000 hPa.
3- Ouvrez le robinet de la seringue, positionnez le piston de la seringue sur V1(i)=30 cm3 et fermez le robinet.
Quel volume V d'air y-a-t-il d'emprisonné dans la seringue et le tuyau ? V=...
4- Calculez la quantité de matière n1 d’air enfermé dans la seringue et le tuyau avec la relation n1= V
Vm=V
24, avec V exprimé en L et n en mol n1 = ...
5- Faites varier le volume V de la quantité de matière d’air enfermé (en comprimant puis en détendant le gaz dans la mesure du possible) et relevez pour chaque valeur de V la pression p. Regroupez vos résultats dans le tableau ci dessous.
Attention ! Pour ne pas endommager le capteur de pression, vous ne dépasserez pas la pression de 2 bars, soit 2x105 Pa, ou encore 2000 hPa (... et donc 2V au voltmètre).
6- Recommencez les étapes 3 à 5 avec les volumes initiaux : V2(i)= 40 cm3 et V3(i) = 50 cm3 . 7- Calculez le produit p V dans chaque cas en respectant les unités (p en Pa et V en m3).
V1(i) = 30 cm3 donc n1 = ...
Position du piston 30 20 40
Volume V (en cm3 ou 10-6 m3) Pression p (en hPa ou 102 Pa)
p V (en m3.Pa)
Que constatez-vous ? ...
V2(i) = 40 cm3 donc n2 = ...
1
manomètre
20 30 40 50 60
seringue
robinet piston
V
BTS AE 1ère année année scolaire 2010-2011
Position du piston 40 30 50
Volume V (en cm3 ou 10-6 m3) Pression p (en hPa ou 102 Pa)
p V (en m3.Pa)
Que constatez-vous ? ...
V3(i) = 50 cm3 donc n3 = ...
Position du piston 50 40 60
Volume V (en cm3 ou 10-6 m3) Pression p (en hPa ou 102 Pa)
p V (en m3.Pa)
Que constatez-vous ? ...
3. Exploitation
A partir de vos résultats précédents, complétez le tableau suivant : Volume initial Vi
( 106 m3) Quantité de matière ni
(en mol) Produit pV
(avec p en Pa et V en m3) ni
pV
Que constatez-vous ? ...
2
