Définir la pression

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Fiches
Classe(s) : 2de | Thème(s) : La pression


Rappel de cours

1 Aspect microscopique de la pression

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 Gaz et liquides sont des fluides constitués de molécules en mouvement.

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 Dans un gaz, les molécules sont espacées et ont un mouvement incessant, elles subissent de nombreux chocs entre elles.

 Dans un liquide, la distance moyenne entre les molécules est beaucoup plus faible.

 Dans les deux cas, l’agitation moléculaire produit des chocs sur les parois du récipient qui contient le fluide.

2 Définition de la pression

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 La résultante des chocs des molécules est une force pressante F perpendiculaire à la paroi, dirigée vers l’extérieur du fluide et dont l’intensité est proportionnelle à la surface S considérée. La pression p, exercée par le fluide, est la valeur de la force pressante exercée par unité de surface, soit :

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p=FS

F en N ; S en m2 ;

p en pascals (Pa).

 La pression d’un gaz contenu dans un récipient (exemple l’air dans un pneu) se mesure avec un manomètre. Le pascal est l’unité internationale de pression : 1 Pa=1 N/m2=1 Nm2.

On utilise aussi le bar : 1 bar = 105 Pa.

L’hectopascal (hPa) et le millibar (mbar) sont deux unités équivalentes : 1 hPa = 1 mbar.

Méthodes

Connaître la structure des gaz

Décrire une expérience permettant d’illustrer la compressibilité de l’air. Interpréter à l’échelle microscopique.

Conseils

La description d’une expérience est plus explicite si elle est accompagnée d’un schéma.

Solution

Si on enferme de l’air dans une seringue, on peut facilement déplacer son piston pour diminuer le volume occupé par le gaz : l’air est compressible.

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À l’échelle microscopique, cette propriété est due à l’espace vide entre les molécules qui peut facilement être réduit.

Utiliser la relation p=FS

Calculer l’intensité de la force pressante exercée par l’air extérieur sur une vitre de surface 25 cm×25 cm, si la pression atmosphérique est de p=020 hPa. Pourquoi cette vitre ne se brise-t-elle pas ?

Conseils

Attention à l’unité de surface, sachant que le pascal est une pression correspondant à une force de 1 N s’exerçant sur une surface de 1 m2.

Solution

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En utilisant la relation de définition de la pression, on a F=pS avec : S=0,25 m×0,25 m=6,25×102m2 ;

p=020 hPa=1,02×105 Pa.

F=pS=1,02×105×6,25×102=6 3756 400 N=6,4 kN.

La vitre ne se brise pas car la pression atmosphérique est la même à l’intérieur, l’atmosphère exerce aussi une force pressante dans l’autre sens.