QCM : Thermodynamique chapitre 1 — 14 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle propriété distingue la pression d’une force sur le plan physique ?

La pression est une grandeur vectorielle, tandis que la force est scalaire.
La pression est une grandeur scalaire, tandis que la force est vectorielle.
La pression et la force sont deux grandeurs vectorielles.
La pression et la force sont deux grandeurs scalaires.

La pression est une grandeur scalaire, tandis que la force est vectorielle.

Explication

La pression est décrite par une valeur sans direction propre, alors qu’une force possède une direction et un sens. La confusion vient donc de l’attribution des propriétés vectorielles à la pression plutôt qu’à la force.

2. À l’échelle microscopique, quel phénomène produit la pression exercée par un gaz sur une paroi ?

Les chocs désordonnés des particules contre la surface.
L’attraction régulière des particules vers le centre du récipient.
La diminution progressive du nombre de particules près de la surface.
La rotation coordonnée des particules parallèlement à la paroi.

Les chocs désordonnés des particules contre la surface.

Explication

La pression provient des collisions désordonnées des particules avec la surface, dont l’effet collectif exerce une action mécanique. Une rotation coordonnée ou une attraction centrale ne décrit pas le mécanisme microscopique indiqué.

3. Quelle relation permet de calculer la pression exercée par une force répartie sur une surface ?

P=F×SP = F \times S
P=F+SP = F + S
P=SFP = \frac{S}{F}
P=FSP = \frac{F}{S}

$$P = \frac{F}{S}$$

Explication

La pression correspond à la force répartie par unité de surface, ce qui donne P=FSP = \frac{F}{S}. Multiplier la force par la surface ou inverser le rapport ne représente pas cette grandeur physique.

4. Quelle égalité exprime correctement l’unité de pression dans le système international ?

1 Pa=1 N/m1\,\mathrm{Pa}=1\,\mathrm{N/m}
1 Pa=1 N×m21\,\mathrm{Pa}=1\,\mathrm{N\times m^2}
1 Pa=1 N/m21\,\mathrm{Pa}=1\,\mathrm{N/m^2}
1 Pa=1 m2/N1\,\mathrm{Pa}=1\,\mathrm{m^2/N}

$$1\,\mathrm{Pa}=1\,\mathrm{N/m^2}$$

Explication

Le pascal est défini comme un newton par mètre carré, car la pression est une force divisée par une surface. Le newton par mètre correspond à une autre combinaison d’unités et ne définit pas le pascal.

5. Quelle valeur correspond à une atmosphère exprimée en pascals ?

101,325 Pa
1 013 250 Pa
1000 Pa
101325 Pa

101325 Pa

Explication

Une atmosphère vaut 101325 Pa, soit également 1,01325 bar. Les autres valeurs proposées résultent d’une conversion erronée ou d’un facteur dix inadéquat.

6. Pourquoi le calcul de la force de pression diffère-t-il entre une surface plane et une surface courbe ?

Sur une surface plane, la force de pression dépend d’une intégration de directions variables.
Sur une surface courbe, la pression possède une valeur nulle au centre géométrique.
Sur une surface plane, la pression change de direction à chaque point de la surface.
Sur une surface courbe, la direction de la pression peut varier et doit être intégrée.

Sur une surface courbe, la direction de la pression peut varier et doit être intégrée.

Explication

Sur une surface plane, le vecteur de pression peut être considéré au même endroit et avec une direction commune. Sur une surface courbe, les directions varient selon les points, ce qui impose une intégration.

7. À pression identique, comment évolue la force exercée lorsque la surface augmente ?

Elle reste constante, car la pression ne dépend pas de la surface.
Elle s’annule, car une surface étendue neutralise les actions de pression.
Elle augmente, car la même pression agit sur une surface plus étendue.
Elle diminue, car la pression se répartit sur une surface plus étendue.

Elle augmente, car la même pression agit sur une surface plus étendue.

Explication

À pression constante, une surface plus grande reçoit une force de pression plus importante. La répartition sur une surface étendue ne supprime pas la force ; elle augmente sa résultante lorsque la pression reste identique.

8. Que doivent vérifier les pressions de l’eau et de l’atmosphère à leur interface lorsque le système est en équilibre mécanique ?

Elles doivent être égales de part et d’autre de l’interface.
Leur différence doit augmenter avec la profondeur.
La pression atmosphérique doit dépasser celle de l’eau.
La pression de l’eau doit dépasser celle de l’atmosphère.

Elles doivent être égales de part et d’autre de l’interface.

Explication

L’équilibre mécanique à l’interface impose l’égalité des pressions exercées par les deux milieux. Une différence de pression non compensée provoquerait une évolution du système et correspondrait à une situation hors équilibre.

9. Dans un liquide homogène au repos, comment varie la pression entre deux points situés sur un même plan horizontal ?

Elle diminue lorsqu’on s’éloigne de la paroi.
Elle reste identique entre les deux points.
Elle dépend de la forme du récipient entre les points.
Elle augmente avec la distance horizontale parcourue.

Elle reste identique entre les deux points.

Explication

Dans un liquide homogène à l’équilibre, tous les points d’un même plan horizontal ont la même pression. Les variations de pression sont liées à la hauteur, et non à la distance horizontale ou à la forme du récipient.

10. Quelle est l’origine physique de la poussée d’Archimède exercée sur un objet immergé ?

La différence entre le poids de l’objet et celui du fluide.
La résultante des forces gravitationnelles appliquées à l’objet.
La résultante des forces de pression exercées par le fluide.
La force de contact produite par le fond du récipient.

La résultante des forces de pression exercées par le fluide.

Explication

La poussée d’Archimède résulte de la combinaison des forces de pression exercées par le fluide sur les différentes surfaces de l’objet. Elle ne correspond pas au poids de l’objet ni à une force due au fond du récipient.

11. Quel type de pression un baromètre à mercure permet-il de mesurer ?

La pression relative d’un gaz enfermé.
La pression exercée par un fluide sur une paroi.
La pression atmosphérique absolue.
La différence de pression entre deux liquides.

La pression atmosphérique absolue.

Explication

Le baromètre à mercure fournit directement une mesure absolue de la pression atmosphérique. La mesure relative entre une pression et une référence relève plutôt du principe du manomètre.

12. Quelle conversion est correcte pour les unités de pression utilisées avec un baromètre à mercure ?

1 mmHg=760 Pa1\ \mathrm{mmHg}=760\ \mathrm{Pa} et 1 atm=133,3 mmHg1\ \mathrm{atm}=133{,}3\ \mathrm{mmHg}
1 mmHg=760 Pa1\ \mathrm{mmHg}=760\ \mathrm{Pa} et 1 atm=760 mmHg1\ \mathrm{atm}=760\ \mathrm{mmHg}
1 mmHg=133,3 Pa1\ \mathrm{mmHg}=133{,}3\ \mathrm{Pa} et 1 atm=760 mmHg1\ \mathrm{atm}=760\ \mathrm{mmHg}
1 mmHg=133,3 Pa1\ \mathrm{mmHg}=133{,}3\ \mathrm{Pa} et 1 atm=133,3 mmHg1\ \mathrm{atm}=133{,}3\ \mathrm{mmHg}

$$1\ \mathrm{mmHg}=133{,}3\ \mathrm{Pa}$$ et $$1\ \mathrm{atm}=760\ \mathrm{mmHg}$$

Explication

Un millimètre de mercure correspond à 133,3 Pa133{,}3\ \mathrm{Pa}, tandis qu’une atmosphère correspond à 760 mmHg760\ \mathrm{mmHg}. Confondre ces deux valeurs revient à attribuer à une atmosphère la conversion d’une seule unité de millimètre de mercure.

13. Une pression mesurée vaut 35 kPa35\ \mathrm{kPa} par rapport à une pression de référence de 100 kPa100\ \mathrm{kPa}. Quelle est la pression réelle ?

100 kPa100\ \mathrm{kPa}
135 kPa135\ \mathrm{kPa}
65 kPa65\ \mathrm{kPa}
3500 kPa3500\ \mathrm{kPa}

$$135\ \mathrm{kPa}$$

Explication

La pression réelle se calcule par addition de la pression de référence et de la pression mesurée : Preˊelle=100+35=135 kPaP_{réelle}=100+35=135\ \mathrm{kPa}. La soustraction donnerait une différence de pressions, et non la pression réelle recherchée.

14. Quelle distinction caractérise correctement le manomètre et le baromètre à mercure ?

Le manomètre mesure une pression relative, tandis que le baromètre mesure une pression absolue.
Le manomètre mesure une pression atmosphérique, tandis que le baromètre mesure un débit.
Le manomètre mesure une hauteur, tandis que le baromètre mesure une température.
Le manomètre mesure une pression absolue, tandis que le baromètre mesure une pression relative.

Le manomètre mesure une pression relative, tandis que le baromètre mesure une pression absolue.

Explication

Le manomètre compare une pression à une pression de référence et fournit donc une mesure relative. Le baromètre à mercure donne, quant à lui, la pression atmosphérique absolue.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 24 flashcards sur Thermodynamique chapitre 1.

Qu'est-ce que la pression en physique ?

Une grandeur scalaire liée aux forces.

Quelle unité utilise le système international pour la pression ?

Le pascal.

Comment la pression se forme-t-elle à l’échelle microscopique ?

Par les chocs désordonnés des particules sur une surface.

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