Cours en ligne physique chimie en Première

Chapitres physique-chimie en Première

Cours de statique des fluides en 1ère

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Résumé de cours Exercices et corrigés

Cours en ligne de physique en Première

Ce cours en ligne de physique chimie en première vous servira pour travailler le cours de spécialité sur la statique des fluides. Vous retrouverez notamment les éléments suivants : description physique d’un fluide, pression, loi de Mariotte et statique des fluides. Si vous souhaitez vous faire accompagner, n’hésitez pas à consulter nos cours à domicile en physique. Nos professeurs particuliers en 1ère pourront vous aider à mieux comprendre ces notions importantes pour le bac.

Description physique d’un fluide 1ère

1. Les 3 états de la matière sont :

* l’état solide, où les constituants (atomes, ions, molécules) sont ordonnés et forment un ensemble compact

* l’état liquide, où les constituants sont désordonnés et forment un ensemble compact

* l’état gazeux où les constituants sont désordonnés et forment un ensemble dispersé.

* L’état fluide regroupe les états liquide et gazeux.

Dans la suite de cette première partie du chapitre, on donne les grandeurs « macroscopiques » qui décrivent les propriétés d’un système solide, liquide ou gazeux sans décrire individuellement chacun des constituants.

2. La masse volumique est une caractéristique globale d’un système :

$\rho=\frac{m}{V}$

est exprimée en kilogrammes par mètre cube

où $m$ est la masse du système exprimée en kg

et $V$ le volume total occupé par le système.

Exemple : Masse volumique

La masse volumique du mercure vaut

$\rho_{\mathrm{Hg}}=11,35\cdot 10^3~\mathrm{kg\cdot m^{-3}}$

Quelle est la masse du mercure qui remplit une bouteille de contenance $V=1,5~\mathrm{L}$ ?

Corrigé de l’exemple :

On convertit

$V=1,5\cdot 10^{-3}~\mathrm{m^3}$

On en déduit

$m=\rho V=17,0~\mathrm{kg}$

3. La température absolue $T$ est associée à l’agitation des constituants du système.

Elle est exprimée en kelvin (K)

Elle se déduit de la température $\theta$ en degrés Celsius ( $~^{\circ}\mathrm{C}$ ) par la relation

$T=273,15+\theta$ ou $\theta=T-273,15$

Pour $\theta=-273,15^{\circ}\mathrm{C}$ , $T=0~\mathrm{K}$ , c’est le « zéro absolu », tous les constituants du système sont immobiles. Une température absolue négative serait donc absurde.

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Statique des fluides 1ère : Pression

1. Un système fluide (liquide ou gazeux) exerce sur les parois du récipient qui le contient une action mécanique.

Cette action est expliquée, microscopiquement, par les chocs (ou rebonds) nombreux et incessants des constituants sur la paroi.

La pression $P$ est une grandeur macroscopique qui caractérise l’action mécanique d’un fluide sur une surface donnée.

Elle est exprimée en pascals (Pa).

Le bar est une unité courante qui vaut

$1~\mathrm{bar}=1,00\cdot 10^5~\mathrm{Pa}$

2. Sur une paroi plane d’aire $S$ , un fluide de pression $P$ exerce une force pressante

$F=P\cdot S$

(moyen mnémotechnique : « Psit ! »)

où $F$ est exprimée en newton (N), $P$ en Pascal (Pa) et $S$ en mètres carrés ( $\mathrm{m^2}$ ).

On en déduit l’égalité en unités

$\mathrm{Pa=N\cdot m^{-2}}$

Statique des fluides : Loi de Mariotte

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Cours sur statique des fluides : Statique des fluides

1. On est dans une situation de statique d’un fluide, les parois qui délimitent ce fluide sont immobiles et si on n’observe aucun mouvement macroscopique au sein du fluide (déplacement, vague, tourbillon, etc.)

2. Un fluide est incompressible si sa masse volumique est partout et toujours identique.

Exemple : Fluide incompressible et fluide compressible

Citer un fluide incompressible et un fluide compressible.

Corrigé de l’exemple :

* L’air atmosphérique est compressible, quand on le met dans une seringue bouchée, en appuyant sur le piston, la pression augmente, donc le volume diminue d’après la loi de Mariotte, mais comme la quantité de matière reste constante, la masse reste constante, donc la masse volumique augmente.

* L’eau est quasiment incompressible. Il faut atteindre une pression d’environ 200 bar pour qu’elle passe de $1000~\mathrm{kg\cdot m^{-3}}$ (à la pression atmosphérique) à $1001~\mathrm{kg\cdot m^{-3}}$ .

Consultez la partie de résumé de cours suivante en téléchargeant notre application mobile PrepApp :

3. Loi fondamentale de la statique des fluides incompressibles.

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