Pression atmosphérique et pression hydrostatique (ampoule pharmaceutique)
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Pression atmosphérique et ampoule pharmaceutique |
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Physique Mécanique/ Pression atmosphérique
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Public : Secondaire et Supérieur |
Durée : < 1 min |
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Liste du matériel et des produits nécessaires : - Une bouteille (transparente) en verre. - De l’eau. - Une pipette Pasteur ou un tube de faible diamètre que l’on a chauffé à l’aide d’un bec Bunsen et étiré ; l’important est qu’il se termine en capillaire très fin. - Un kit complet type « Vacu Vin » (un extracteur d'air pour bouteille de vin).
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Recommandations pour réaliser l’expérience : - Montrer au préalable qu’il est impossible de remplir l’ampoule directement en versant de l’eau. (Un peu d’eau rentrera dans le capillaire mais par capillarité) Remplir le fond de la bouteille avec l’eau et introduire délicatement le tube effilé, partie effilée plongeant dans l’eau. - Le bouchon doit être correctement adapté sur le goulot de la bouteille. - Le pompage de l’air peut commencer. Lorsque la manipulation devient pénible, on peut arrêter le pompage. - La pompe est retirée et on permet à l’air de rentrer à nouveau tandis que l’eau pénètre dans l’ampoule. Déroulement de l’expérience
Au départ de l'expérience, le tube et l'air dans la bouteille sont tous les deux à la pression atmosphérique (1). Lorsque le tube est immergé partiellement dans la bouteille, l'air qu'il contient est toujours à la pression atmosphérique ou légèrement plus du fait de l'immersion et d'un effet de capillarité (2). Dès que l'on commence à pomper, la pression dans la bouteille chute. On constate à ce moment des bulles qui s'échappent du tube (3). Ce dégagement est normal puisque la pression dans le tube est légèrement supérieure à celle de l'intérieur de la bouteille tant qu'il n'y a pas équilibre. Durant le pompage, l'air dans le tube et la bouteille se raréfie de plus en plus et la pression chute. Finalement on remet la pression atmosphérique (4). Cette fois, la pression dans la bouteille est plus grande que celle qui règne dans le tube : l'eau est donc poussée à l'intérieur du tube …
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Exploitation pédagogique : - La manipulation est basée sur les effets de la pression atmosphérique qui agit à la fois pour faire entrer l’eau dans le tube effilé mais également au niveau du piston de la pompe. On ressent rapidement que moins il y a d’air à l’intérieure de la bouteille et donc moins de pression, plus la différence de pression s’accentue et plus l’opérateur doit vraiment « lutter » pour remonter le piston. - L’énergie mise en jeu durant l’ensemble de la manipulation qui sert, en partie à élever une petite masse d’eau dans le tube.
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Lien(s) vers la vidéo : - Des expériences diverses sur ce thème sont également exploitées dans des tests sur : http://www.diagnosciences.be/
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