QCM : Statique des fluides au repos (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelles grandeurs macroscopiques décrivent un fluide au repos ?

La compressibilité, la température et la pression
La masse volumique, la température et la pression
La masse volumique, la température et la force
La masse volumique, le volume et la pression

La masse volumique, la température et la pression

Explication

La description macroscopique d’un fluide au repos utilise la masse volumique, la température et la pression. La force pressante concerne une action sur une surface, le volume remplace à tort la température et la compressibilité se substitue à tort à la masse volumique.

2. Pour relier la pression mesurée dans un fluide à ce qui se passe à l’échelle des particules, quel type de lien faut-il établir ?

Une identité entre pression et comportement des entités
Une mesure directe du comportement de chaque entité
Un lien qualitatif avec le comportement des entités constitutives
Une comparaison numérique entre pression et masse des entités

Un lien qualitatif avec le comportement des entités constitutives

Explication

Les grandeurs macroscopiques doivent être reliées qualitativement au comportement microscopique des entités qui constituent le fluide. L’identité entre deux descriptions confond les échelles, la comparaison numérique n’est pas le lien demandé et la mesure de chaque entité n’est pas une description macroscopique.

3. À quelle catégorie appartient la loi de Mariotte dans la description des gaz ?

Une grandeur macroscopique d’un fluide
Une loi de statique d’un fluide incompressible
Un modèle de comportement d’un gaz
Une force exercée par un fluide sur une surface

Un modèle de comportement d’un gaz

Explication

La loi de Mariotte est un modèle de comportement d’un gaz. Une grandeur macroscopique décrit un état, la statique des fluides incompressibles relève d’une autre loi et une force pressante est une action sur une surface.

4. Une équipe souhaite tester expérimentalement la loi de Mariotte. Quel dispositif correspond à une méthode possible ?

Un montage comportant un microcontrôleur
Un montage mesurant la force sur une surface plane
Un montage mesurant la pression selon la profondeur
Un montage fondé sur une observation visuelle seule

Un montage comportant un microcontrôleur

Explication

La loi de Mariotte peut être testée expérimentalement à l’aide d’un dispositif comportant un microcontrôleur. L’observation visuelle seule ne correspond pas à la méthode citée, tandis que la mesure d’une force pressante et l’étude de la pression selon la profondeur portent sur d’autres phénomènes.

5. Que représente la force pressante exercée par un fluide sur une surface plane ?

Une pression déterminée par la masse volumique du fluide et l’aire de la surface
Une force liée à la pression du fluide et à l’aire de la surface exposée
Une énergie liée à la pression du fluide et au volume de la surface exposée
Une force déterminée par la température du fluide et la forme de la surface

Une force liée à la pression du fluide et à l’aire de la surface exposée

Explication

La force pressante est l’action mécanique du fluide sur la surface et sa valeur est le produit de la pression par l’aire, soit F=P SF = P\,S. La masse volumique intervient dans des relations de statique des fluides, mais ne remplace pas la pression dans cette définition.

6. Dans la loi fondamentale de la statique des fluides incompressibles, quelles grandeurs multiplient la différence d’altitude pour donner la différence de pression ?

La profondeur et le volume du fluide
La température du fluide et la masse volumique
La masse volumique du fluide et l’intensité de la pesanteur
La pression de référence et la surface considérée

La masse volumique du fluide et l’intensité de la pesanteur

Explication

La relation s’écrit P2−P1=ρg(z1−z2)P_2-P_1=\rho g(z_1-z_2) : la masse volumique ρ\rho et l’intensité de la pesanteur gg multiplient la différence d’altitude. La température et la masse volumique ne constituent pas ensemble les facteurs de cette relation.

7. Quel est l’objectif d’une description macroscopique d’un fluide au repos ?

Mesurer directement les forces exercées entre ses molécules
Prédire les réactions chimiques entre ses entités
Déterminer la trajectoire de chaque entité qui le constitue
Caractériser son état à l’aide de grandeurs mesurables à l’échelle globale

Caractériser son état à l’aide de grandeurs mesurables à l’échelle globale

Explication

La description macroscopique caractérise le fluide au repos par sa masse volumique, sa température et sa pression. L’étude des trajectoires individuelles relève plutôt d’une description microscopique.

8. Quelle comparaison distingue correctement la loi de Mariotte de la loi fondamentale de la statique des fluides ?

La loi de Mariotte décrit la masse volumique d’un fluide, tandis que la loi de statique relie la force à la pression.
La loi de Mariotte modélise le comportement d’un gaz, tandis que la loi de statique décrit la pression dans un fluide incompressible au repos.
La loi de Mariotte relie la force à une surface, tandis que la loi de statique décrit la température d’un fluide au repos.
La loi de Mariotte décrit la pression dans un fluide incompressible au repos, tandis que la loi de statique modélise le comportement d’un gaz.

La loi de Mariotte modélise le comportement d’un gaz, tandis que la loi de statique décrit la pression dans un fluide incompressible au repos.

Explication

La loi de Mariotte est présentée comme un modèle du comportement d’un gaz, alors que la loi fondamentale de la statique concerne les fluides incompressibles au repos. La seconde ne modélise donc pas le comportement général d’un gaz comme le ferait la loi de Mariotte.

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Quelles grandeurs décrivent un fluide au repos ?

La masse volumique, la température et la pression.

Qu’est-ce que la loi de Mariotte ?

Un modèle de comportement d’un gaz.

À quoi relier qualitativement la description macroscopique d’un fluide ?

Au comportement microscopique de ses entités constitutives.

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