TP Physique 14 Loi de Charles

TP Physique 14
Objectifs :
2nde
Loi de Charles
- Etudier les variations de pression et de température d’un gaz
- Approcher la notion de zéro absolu et de l’échelle de température en Kelvin
I. Description et principe de l’expérience
Le dispositif d’étude est constitué d’un ballon
de 100 mL renfermant une quantité donnée
d’air. Ce ballon est immergé dans un bain marie
placé sur une plaque chauffante qui permet de
provoquer une élévation de la température de
l’air situé dans le ballon. Un thermomètre
permet de suivre l’évolution de cette
température. Un manomètre indique la pression
de l’air enfermé dans le ballon.
On étudie donc les variations de pression et de
température d’un gaz à volume constant.
II. Manipulation
- Remplir le becher avec de l’eau distillée. Attendre la stabilisation de la température et de la pression de l’air à
l’intérieur du ballon. Noter ces température et pression initiales dans le tableau ci-dessous.
- Mettre en marche la plaque chauffante, le thermostat au maximum. Relever les couples de valeurs en complétant
le tableau.
ATTENTION A CE QUE LE TUYAU DU MANOMETRE NE TOUCHE PAS LA PLAQUE CHAUFFANTE !!!!
Θ (°C)
p (hPa)
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
III. Exploitation des mesures
1. Sur la feuille de papier millimétrée de format A3 distribuée, reporter les mesures précédentes.
(échelle : de -300 à +100 en abscisse et de 0 à 1500 hPa en ordonnée)
2. Quel type de courbe obtient-on ? Qu’est-ce que cela signifie ?
3. A quelle température la pression devient-elle nulle si l’évolution température-pression évolue de la même façon
aux basses températures ? Prolonger alors la courbe obtenue et noter A ce point sur le graphique précédent.
4. Peut-on imaginer des pressions négatives ? Le point A peut-il servir d’origine d’un nouveau repère d’axes ?
5. Pourquoi parle-t-on de zéro absolu ?
6. Si l’on considère la courbe obtenue précédemment dans le nouveau repère, quelle est l’équation de la droite (il
s’agit de la relation pression-température à volume constant appelée loi de Charles) ?
Un graphique,
une droite,
une équation…
facile !