Fiche de révision : Thermodynamique chapitre 1

📋 Plan du Cours

1. Nature physique de la pression
2. Unités et mesure de la pression
3. Forces de pression et surfaces
4. Équilibre hydrostatique des fluides
5. Baromètres et manomètres

📖 1. Nature physique de la pression

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression : Grandeur scalaire, exprimée en pascals dans le système international, qui est liée aux forces.

★ À maîtriser

• À l’échelle microscopique, la pression résulte des chocs désordonnés des particules sur une surface.

Compléments

• La pression est isotrope, car les chocs moléculaires n’ont pas de direction privilégiée.

📌 Dans un gaz, les molécules exercent leur action en heurtant les parois, tandis que dans un liquide les particules appuient notamment sur le fond sous l’effet de la gravité.

💡 Astuce mémo

Gaz : chocs sur les parois ; liquide : poids des particules vers le fond

📖 2. Unités et mesure de la pression

★ À maîtriser

📐 Formule — La pression vérifie $P = \frac{F}{S}$, où la force est répartie sur une surface.

📐 Formule — L’unité de pression vérifie $1\,\mathrm{Pa}=1\,\mathrm{N/m^2}$.

• Une atmosphère vaut 1,01325 bar, soit 101325 Pa.

Compléments

• Un bar vaut 14,504 PSI.

💡 Astuce mémo

Atmosphère → bar → pascal → PSI

📖 3. Forces de pression et surfaces

★ À maîtriser

📌 Sur une surface plane, le vecteur de pression est considéré au même endroit, tandis que sur une surface courbe sa direction peut varier et doit être intégrée.

📌 À pression identique, une surface plus grande produit une force plus grande.

Compléments

• Dans l’expérience des deux cylindres, la pression atmosphérique peut produire une force d’environ 80 kg pour un petit rayon de 5 cm.

• La conservation de la pression est exploitée dans les élévateurs et les dispositifs de très haute pression.

💡 Astuce mémo

Surface plus grande → force de pression plus grande

📖 4. Équilibre hydrostatique des fluides

★ À maîtriser

📌 À l’interface entre l’eau et l’atmosphère, l’équilibre mécanique impose l’égalité des pressions.

📌 Dans un liquide homogène à l’équilibre, la pression est identique en tout point d’un même plan horizontal.

• La poussée d’Archimède est la résultante des forces de pression exercées par le fluide.

Compléments

• La variation de pression dans un liquide dépend de l’altitude et non de la position horizontale.

💡 Astuce mémo

Équilibre mécanique → pression identique à même altitude

📖 5. Baromètres et manomètres

📝 Points essentiels

• Le baromètre à mercure fournit une mesure absolue de la pression atmosphérique.

• Un millimètre de mercure vaut 133,3 Pa et une atmosphère vaut 760 mmHg.

📐 Formule — La pression réelle vérifie $P_{réelle}=P_{référence}+P_{mesurée}$.

📌 Le manomètre donne une mesure relative de la pression atmosphérique, contrairement au baromètre à mercure qui donne une mesure absolue.

💡 Astuce mémo

Baromètre : pression absolue ; manomètre : pression relative

📊 Tableaux de synthèse

Instruments de mesure de la pression