Loi de Mariotte - Définition

Source: Wikipédia sous licence CC-BY-SA 3.0.
La liste des auteurs est disponible ici.

La loi de Mariotte est une des lois de la thermodynamique du gaz réel. Elle relie la pression et le volume d'un gaz réel à température constante. On trace ainsi une courbe isotherme du gaz. Mariotte et Boyle ont constaté, à quelques pour cent près, que la courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du...) p = f(V) était proche d'une hyperbole équilatère en coordonnées dites de Clapeyron (p,V) , soit pV = cste à une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire,...) constante.

En d'autres termes, maintenir la température constante pendant une augmentation de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) d'un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) exige une diminution de volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...). Inversement, la réduction de la pression du gaz passe par une augmentation de volume. La valeur exacte de la constante n'a pas besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) d'être connue pour appliquer la loi entre deux volumes de gaz sous des pressions différentes, à la même température :

p_1 \times V_1 = p_2 \times V_2

La loi a été découverte à quelques années d'intervalle par l'Irlandais Robert Boyle (en 1662) et par le Français Edme Mariotte (L’abbé Edme Mariotte est un physicien et un botaniste français, né vers 1620 à Dijon et...) (en 1676). Donc, certains la nomment loi de Boyle, et les plus " diplomates " l'appellent loi de Boyle-Mariotte. C'est Guillaume (Guillaume est un prénom masculin d'origine germanique. Le nom vient de Wille, volonté et Helm,...) Amontons qui précisa en 1702 que cette loi n'est valable qu'à température constante et est plus précise aux basses pressions.

Loi universelle d'Avogadro

Si la pression est basse, le produit pV est le même, à une température donnée, quel que soit le corps pur (En chimie, un corps pur est composé d'un seul type de constituant (contraire : mélange). Il...) considéré : c'est la loi d'Avogadro(1811) ( cf nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) d'Avogadro NA). Comme cette quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) est une fonction linéaire (Dans les mathématiques élémentaires, les fonctions linéaires sont les fonctions les plus...) de la température. On retombe sur l'équation (En mathématiques, une équation est une égalité qui lie différentes quantités, généralement...) d'état du gaz parfait : pV = nRT

Déterminons la valeur de R, la constante du gaz parfait (Le gaz parfait est un modèle thermodynamique décrivant le comportement de tous les gaz...):

Si on considère 1 mole de gaz parfait dans les conditions normales de température et de pression: R = p0V0/T0

  • p0 = 1 atm = 1,01325 bar ( 1 bar = 105 Pa ),
  • T0 = 273,15K,
  • V0 (volume molaire) = 22,414.10-3 m3.

On trouve R = 8,314 J.K-1.mol-1.

Applications

Le phénomène énoncé par la loi de Mariotte (La loi de Mariotte est une des lois de la thermodynamique du gaz réel. Elle relie la pression et...) a des conséquences très importantes pour les plongeurs. Lors d'une plongée sous-marine (La plongée sous-marine consiste, en général, à explorer le monde sous-marin équipé d'un...), on respire de l'air comprimé (L'air comprimé est de l'air ambiant, mis sous pression avec un compresseur, le plus souvent aux...). Mais, dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...), la pression augmente d'un bar tous les dix mètres environ. Par conséquent, lors de la remontée, l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) qui a été comprimé va se détendre et donc augmenter son volume. Par conséquent, si on bloque sa respiration (Dans le langage courant, la respiration désigne à la fois les échanges gazeux (rejet...) pendant la remontée, l'air contenu dans les poumons ne pouvant pas s'échapper, il va les distendre et provoquer la rupture des tissus. Cela s'appelle la surpression pulmonaire (Les pulmonaires sont des plantes de la famille des Boraginacées appartenant au genre...). Il est donc important de permettre à l'air de s'échapper lors de la remontée en ne bloquant pas sa respiration.

De la même façon, les gaz dissous sous l'effet de la pression plus élevée (c'est surtout le cas pour l'azote) dans le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le...) et les tissus corporels vont lors de la remontée retourner à l'état gazeux, provoquant une augmentation de volume . Il est donc nécessaire de respecter des paliers de décompression, afin de permettre une évacuation contrôlée par expiration, de manière progressive et non brutale, des gaz et éviter ainsi une embolie (Une embolie est le largage de matériel (appelé embole) dans la circulation sanguine.) gazeuse. Mais au sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) strict, ceci n'est pas une application de la Loi de Mariotte, puisqu'une partie du phénomène est liée à la variation de solubilité des gaz dans un liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) selon la pression exercée.

Page générée en 0.006 seconde(s) - site hébergé chez Contabo
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
A propos - Informations légales | Partenaire: HD-Numérique
Version anglaise | Version allemande | Version espagnole | Version portugaise