Plonger sous pression

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Classe(s) : 2de | Thème(s) : La pression
Corpus Corpus 1
Plonger sous pression

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Rappels de cours

1La pression dans l’eau


À la surface de l’eau, la pression est égale à la pression atmosphérique. La pression dans l’eau augmente avec la profondeur (100 hPa par mètre).

exemple

 ;  ;

À 10 mètres de profondeur, la pression est environ le double de la pression atmosphérique.

2La dissolution d’un gaz dans un liquide

 Un gaz peut se dissoudre dans un liquide.

exemple Le dioxygène dissous dans l’eau est indispensable à la respiration des végétaux et des animaux aquatiques.

Plus la pression est forte, plus la quantité maximale de gaz que l’on peut dissoudre par litre de solution est élevée.

exemple Les boissons gazeuses (eau minérale, soda, champagne…) contiennent du dioxyde de carbone dissous sous pression. À l’ouverture, la pression diminue et une partie du gaz s’échappe !

3Les effets physiologiques de la plongée subaquatique

 Le corps humain contient des cavités renfermant de l’air. L’augmentation de la pression engendre une diminution du volume de l’air emprisonné (loi de Boyle-Mariotte). Ce processus peut engendrer des incidents appelés barotraumatismes.

 Lorsqu’un plongeur reste en profondeur, à une pression élevée, la concentration de gaz dissous dans son sang augmente. Si le plongeur remonte trop rapidement, une partie du gaz dissous va repasser à l’état gazeux. Les bulles qui vont en résulter peuvent alors engendrer des accidents circulatoires, des paralysies, etc.

Pour éviter ces accidents de décompression, le plongeur ne doit pas remonter trop rapidement et respecter des paliers de décompression.

Méthodes

Calculer la pression dans l’eau

Quelle est la pression régnant à 20 mètres de profondeur dans un lac situé à une altitude où la pression atmosphérique est voisine de  ? Comparer le résultat à la valeur de la pression atmosphérique.

Solution
  • À la surface, la pression est égale à la pression atmosphérique .

Dans l’eau, la pression augmente de par mètre de profondeur.

À une profondeur dans l’eau : .

Si , alors à sous l’eau :

.

  • La pression vaut le triple de la pression atmosphérique.

Comprendre les dangers de la plongée

Un plongeur est à de profondeur, où la pression est de et il commence sa remontée à la surface, où la pression atmosphérique est .

On suppose que le volume d’air dans ses poumons est de au fond de l’eau.

1. Que deviendra ce volume en remontant à la surface ?

2. Quel est le risque de retenir l’air dans les poumons ?

Solution

1. D’après la loi de Boyle-Mariotte, à température constante, pour une même quantité d’air : .

Soit et les valeurs initiales (à ) et et les valeurs finales (à la surface), alors et :

.

2. La diminution de pression entraîne l’augmentation du volume d’air enfermé, ce qui peut endommager les poumons.

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