Loi de Boyle-Mariotte

Descriptif du matériel utilisé

Dans un tube de mesure M on a introduit de l'air sec emprisonné par une colonne de mercure; la section S du tube est constante. Le volume d'air enfermé par le mercure est donc: $V=h.S+Vc$

En outre un réservoir mobile rempli de mercure est relié au tube de mercure par un tube souple. La pression dans le tube de mercure est donc égale à: $P=P_{0}+\Delta P$ avec $\Delta P =H$

La pression extérieure $P0$ sera lue sur un baromètre et $\Delta P$ sera déduite à partir de la valeur algébrique de $H$ .

Section du tube de mesure: $S=1,02 cm^{2}$

Volume de la calotte sphérique $Vc= 0.9 cm^{3}$

Observations

Du fait des phénomènes de tension superficielle il se forme un ménisque à l'interface verre-mercure. Avant chaque mesure manoeuvrer le réservoir mobile de façon à toujours avoir le même aspect du ménisque.

Le tube de mercure est entouré d'une gaine dans laquelle on peut faire circuler de l'eau à température constante. La pompe du thermostat fonctionne dès que celui-ci est sous tension.

Pour refroidir plus rapidement le bain, on peut faire circuler doucement de l'eau froide dans le serpentin échangeur qui est placé dans la cuve.

Pour des raisons de sécurité (émission de vapeurs de mercure toujours possibles), il est interdit de dépasser 70°C.

Un bouchon permet de fermer le réservoir lorsqu'il n'est pas utilisé (à cause des vapeurs de mercure éventuelles). Ne pas oublier de le retirer lors des mesures.

Schéma du montage

Consignes pour la prise de mesure

Régler la température du bain au moyen du bouton gradué et noter la température sur le thermomètre situé au dessus du tube de mercure et non sur le boîtier de régulation.

Attendre avant de faire une mesure que le voyant de chauffage se mette à clignoter: cela signifie que la température de consigne est atteinte et que la température du bain est stable.

Mode d'emploi du T.P.

Prise de mesures

Régler la température à 300K (environ 26°C) au niveau du thermomètre de mesure et effectuer une douzaine de mesures de la pression du gaz en fonction du volume de celui-ci.

Pour cela, fixer $H=\Delta P$ et relever avec un double-décimètre (ou la règle graduée située sur l'appareil) la valeur de h correspondante.

Faire autant de mesures avec des $\Delta P$ positifs que de $\Delta P$ négatifs.

Remplir un tableau contenant les colonnes sur le modèle suivant :