Nom du fichier : Compte rendu du tp de mécanique et thermodynamique s1 By ExoSup.com.zip

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Date de publication : 16/10/2014
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mécanique s1

Chute libre

I- But de la manipulation :

La manipulation repose sur l’étude du mouvement d’une bille en acier soumise au champ de gravitation terrestre (chute libre).

II- Appareillage et principe :

Si on relâche un corps de masse m dans le champ de gravitation terrestre, celui-ci décrit un mouvement rectiligne uniformément accéléré dont l’accélération est celle de la pesanteur. 

 L’appareillage de chute libre se compose essentiellement d’un :

-Déclencheur 

-Interrupteur à bascule.

-Compteur digital électrique.

-D’une règle graduée.

III- Etude théorique :

a) Application de la loi fondamentale de la dynamique :

b) Le corps qui touchera la terre le premier :

IV- Manipulation :

c) Pentes et déduction de P et ΔP :

d) Calcul de g et Δg à partir de P et ΔP :

Pendule simple

I/ LE BUT :

Cette manipulation a pour but, la détermination  l'accélération de la pesanteur g par l'étude du mouvement  oscillatoire du pendule simple c-à-d  gexp, et la comparer l'accélération de la pesanteur g par l'étude du mouvement avec gth.                                                                                 

II/ ETUDE THEORIQUE :

La détermination de l'équation du mouvement en appliquant le P.F.D, en déduisant que : T=2п√ (1⁄g)   (pour les petits   oscillations)

Schéma:

S:sphère en acier assimilable à un point matériel concentré en centre d'inertie:

III /MANIPULATION

1. Influence de la masse 

Conclusion

2. ETUDE DE LA PERIODE EN FONCTION DE LA LONGUEUR:

ii.On voit que la courbe présentée est une droite(y=ax)

 Passant par l'origine du repère.

iii.Traçage des droites limites, et le calcule des pentes limites P1 et P2 , en déduisant P et ΔP.

thermodynamique s1

Equation d’état d’un gaz parfait

I. But :

Cette manipulation a l’objectif d’étudier l’état d’un gaz parfait et étudier son équation.

II. Etude théorique :

Il y a deux types de gaz : 

-Gaz réel qui est compressible ce qui nous permet de varier son volume, car ses molécules sont séparées et les forces d’interaction entre eux ne s’exercent qu’à des distances très faibles du centre des molécules.

-Gaz parfait qui est un gaz idéal, cas particulier du gaz réel, qui n’existe pas dans la réalité mais de nombreux gaz tombent le comportement des gaz parfait pour des pressions très faibles, son équation est  PV=n RT 

On a montré, pour un système fermé en équilibre thermodynamique, qu’elle y a une équation f(P,V,T)=0 qui caractérise l’état du gaz en variant deux de ses variables d’état et fixant la 3ème parmi P,V,T.

Ce qui signifie qu’il y aura trois cas possibles, chaque cas a un 

III. Manipulation : 

En utilisant une colonne de gaz, on fait varier la pression, la température et le volume, on détermine la relation entre les variations d’état.

le montage est réalisé suivant la figure. Le liquide tempéré de circulation est de l’eau distillée.

_ le volume du tube de mesure est proportionnel à la longueur lue sue l’échelle.

_ La pression P de l’air emprisonné dans la partie fermée est égale à :    P=Pa+ ΔP

Pa : la pression atmosphérique dans la salle lue sur le baromètre.

ΔP : différence de hauteur (en raison de la compressibilité limitée de l’air emprisonné) 

_ pendant la mesure enlever le bouchon en caoutchouc.

a) pression constante

b) Température constante

c) volume donné

Capacité calorifique des métaux : cuivre et aluminium

But et Principe :

-Cette manipulation a pour principe de déterminer la chaleur massique de deux

types de métaux.

-La capacité calorifique d'un corps est une grandeur permettant de quantifier la

possibilité qu'a un corps d'absorber ou restituer de l'énergie par échange

thermique au cours d'une transformation pendant laquelle sa température varie.

-L’expérience a pour but de déterminer les quantités de chaleur échangées entre

un système à étudier (métal) et un corps de propriétés connues (eau) appelé

corps calorimétrique à l’intérieur d’un appareil nommé calorimètre.

La calorimétrie se concentre sur les transferts d’énergie sous forme de chaleur.

Par définition, la capacité calorifique C d’une substance est le quotient de la quantité de

chaleur absorbée dQ à la variation de température dT :

Elle est proportionnelle à la masse de la substance à chauffer :

Où c est la chaleur massique.

Manipulation :

A- Capacité calorifique :

Première partie :

Cette partie de la manipulation consiste à déterminer la capacité calorifique du

calorimètre, pour cela on suit les étapes suivantes :

On met une quantité d’eau équivalente à m0=100g dans le calorimètre.

T0  On note la température initiale .

On ajoute une quantité d’eau chaude de masse m1= 150g à T1=82 0C ; on secoue

délicatement, et note

Tf qui est la température d’équilibre après chaque 5

minutes .

D’où expérimentalement on trouve :

Conclusion :

 On résulte d’après cette expérience que la diminution de la température est

proportionnelle à l’augmentation du temps.

Seconde Partie :

-On vide le calorimètre et on rempli le avec m2=200g d’eau

-On suit la même démarche qu’en 1ère partie.

 On a comme résultat :

Troisième partie :

A l’équilibre de la partie 2 : Tf=27 0C et T0=23 0C

B-Détermination de la chaleur massique d’un solide :

Dans cette dernière partie de manipulation, on cherche à déterminer la chaleur

A massique du et du Cu-Zn , pour cela on doit suivre les étapes suivantes :

M g 400  on rempli le calorimètre par une quantité d’eau .

T0  On agite l’eau délicatement, on s’assure que sa température reste constante.

m s  On attache les pièces de l’aluminium de masse (qu’il faut trouver) à l’aide

d’un fil de masse négligeable.

 Dans un récipient porté à ébullition, on place le solide sans qu’il touche le fond de

celui-ci, pour que sa température reste homogène.

 Après l’ébullition de l’eau on retire le solide, on l’égoutte et on le place dans le

calorimètre.

Tf  On agite doucement, et on note (la température maximale atteinte). Par

Ts convention on prend du solide au moment de son immersion dans le

100 C calorimètre égale à .

Tf   L’équilibre thermique s’établit pour une température par échange de

chaleur entre l’ensemble (calorimètre + eau) et le solide. Le bilan des échanges de

chaleur s’écrit :

Pour Aluminum:

Pour le Cuivre :

Conclusion :

On résulte que µ de l’Alimunium est superieure de µ de (Cu,Zn) et cela

est du à la masse solide et la température

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Date de publication : 16/10/2014