Les gaz parfaits : le TP
TP : PV = constante
Materiel requis :
 | seringue de 60 mL, |
| | capteur de pression (absolu, 0 – 1 500 hPa) avec affichage |
| | système informatique (tableur Excel ou Synchronie). |
1) L'expérience :
Le piston de la seringue étant initialement sur la position 30 mL, on met en place le capteur de pression (un peu de graisse silicone sur le joint de la seringue et une ligature en fils de fer fin à l’endroit où le tuyau du capteur est enfoncé sur l’embout de la seringue renforcent l’étanchéité). En fixant la seringue sur un support en bois (par des colliers utilisés en plomberie) et en utilisant un jeu de cales pour maintenir le piston, la manipulation est plus aisée.
On réalise l’acquisition manuelle du volume et celle de la pression pour des valeurs encadrant le volume initial (on attend une à deux minutes après avoir fixé le volume pour faire l’acquisition de la pression).
Concernant les meures sur la pression, il serait illusoire de donner un résultat en hPa. C’est la raison pour laquelle nous avons donné les nôtres en kPa.
2) Les résultats :
Le produit PV est donné avec deux chiffres significatifs (il serait, là aussi, illusoire de vouloir en exprimer plus).
| V (mL) | P (kPa) | PV (Pa.m³) |
| 50 | 58 | 2.9 |
| 46 | 63 | 2.9 |
| 42 | 68 | 2.9 |
| 38 | 75 | 2.9 |
| 34 | 83 | 2.8 |
| 30 | 95 | 2.9 |
| 26 | 108 | 2.8 |
| 22 | 127 | 2.8 |
| 20 | 139 | 2.8 |
On représente le tout sous forme de graphique :
3) Conclusion :
Sachant que ces resultats ont été obtenus à température constante (20°C dans une salle de classe), on vient de démontrer la loi suivante :
A température constante, le volume V d'un gaz est proportionel à sa pression P, soit PV = constante
C'est la loi de Boyle-Mariotte (plus communement appelée loi de Boyle)