Expérience 3
Nous avons réalisé cette expérience pour démontrer en pratique la relation existant entre la pression et le volume d’un gaz, prouvée à l’expérience 2, et donnée par la formule :
- Matériels :
- Protocole :
On sait que la pression atmosphérique* diminue avec l’altitude. Notre expérience est ainsi composée de deux phases. Au début de chacune des deux phases, nous gonflons différemment trois ballons : un vert, gonflé avec un diamètre de 18,0 cm, un rouge avec un diamètre de 33,0 cm, et un jaune avec un diamètre de 52,0 cm. Pour la première phase, ces trois ballons sont gonflés à 138 mètres d’altitude, puis sont amenés à altitude 1802 mètres, avec une mesure intermédiaire de leur diamètre à 989 mètres, et une mesure finale à 1802 mètres. Si l’on observe des différences de diamètre, on pourra conclure sur les modifications de volume des gaz quand la pression baisse (quand l’altitude augmente). Inversement, pour la deuxième phase, on gonfle les ballons à 1802 mètres, et on les amène à altitude 138 mètres, toujours avec une mesure intermédiaire à 989 mètres et une mesure finale à 138 mètres : on pourra ainsi conclure sur les modifications de volume des gaz quand la pression augmente (quand l’altitude baisse).
- Tableaux récapitulatifs des résultats :
- Images de début et de fin d'expériences :
Phase 1 - Montée :
Phase 2 - Descente :
- Conclusion de l’expérience :
Visuellement, on ne peut pas tirer de conclusion de cette expérience : en effet, les modifications de volume d’air à l’intérieur des ballons sont trop faibles pour être vu distinctement. En revanche, les mesures de diamètres sont beaucoup plus explicites : par exemple, la ballon jaune gagne 3,4 cm de diamètre à la montée, et perd 3.5 cm de diamètre à la descente.
On peut donc conclure de cette expérience que le volume d’un gaz augmente quand la pression baisse (c’est-à-dire que le diamètre d’un ballon augmente quand il est amené à une altitude plus grande), et qu’il diminue quand la pression augmente (c’est-à-dire que le diamètre d’un ballon diminue quand il est amené à une altitude plus faible).
Nous avons ainsi montré en pratique la loi de Boyle-Mariotte, prouvée dans l’expérience 2.