Les gaz se distinguent des liquides et des solides par leur compressibilité. Les liquides et les solides, en revanche, ne peuvent pratiquement pas être comprimés, même sous haute pression.

On peut facilement le vérifier à l'aide des expériences suivantes ((nous rassemblons ici toutes les expériences autour du voyage en ballon, avec des instructions pour les réaliser : Balloonwiki->Experiments) :

Alors que la seringue remplie d'air (les deux dessins de gauche sur l'image) peut être comprimée, cela n'est pas possible avec la seringue de droite, qui est remplie d'eau.

Prenez une bouteille en plastique fine vide et fermez-la. Faites de même avec une deuxième bouteille. Remplissez-la complètement d'eau, puis fermez-la.

Presser la bouteille avec la main.

Augmenter maintenant la pression extérieure. La bouteille remplie d'air est comprimée, la bouteille remplie d'eau conserve sa forme.

Il existe différentes manières d'augmenter la pression. Vous pouvez fermer les bouteilles avant de descendre d'un ballon ou lorsque vous êtes en montagne.

On peut également laisser les bouteilles couler au fond d'une piscine.

Une différence de hauteur de 5 mètres dans l'eau entraîne la même différence de pression que la différence de hauteur dans l'atmosphère entre le niveau de la mer (0 m/msl) et 5500 m/msl.

• Un récipient rempli d'un gaz ou d'un mélange gazeux qui ne résiste plus à la surpression interne éclaterait et provoquerait une décompression explosive. C'est pourquoi les récipients sous pression sont remplis d'eau pour les tests de pression. L'eau n'étant pas compressible, la surpression disparaît brusquement lors de l'éclatement et il n'y a donc pas d'onde de choc dans l'environnement.
• Les bouteilles de gaz liquéfié doivent toujours avoir une poche de gaz au-dessus du propane liquide afin de compenser l'expansion du propane liquide due à l'augmentation de la température sans que la pression dans la bouteille n'augmente. Sans cette poche de gaz, la pression de compression augmenterait extrêmement rapidement et la soupape de surpression de la bouteille s'ouvrirait. Même en présence d'un coussin de gaz, une augmentation de la température entraîne une augmentation de la pression dans la bouteille, mais pas de la pression de compression, seulement de la pression de vapeur, comme dans une cocotte-minute. D'ailleurs, cela n'a rien à voir avec le vol en ballon, mais on ne remplit pas non plus complètement d'eau une cocotte-minute.
• Les gaz étant compressibles, une augmentation de la pression permet de stocker plus de gaz ou de mélange gazeux dans un récipient sous pression.

Pression fois volume = constante (P x V = constante)

Cela signifie que si je double la pression, le volume est divisé par deux.

Partout où des gaz sont stockés sous forme comprimée, on peut calculer le contenu à l'aide de la pression multipliée par le volume :

Si un réservoir d'hydrogène a un volume de 73 mètres cubes et que la pression maximale est de 42 bars, il contient alors 42 x 73 mètres cubes = 3066 mètres cubes à 1 bar (correspondant à 1000 hPa).

Si une bouteille d'oxygène de 5 litres indique une pression de 200 bars, elle contient alors 200 x 5 litres = 1000 litres d'oxygène à une pression de 1 bar. La quantité utilisable dépend de différents facteurs. D'une part, la pression minimale qui doit rester dans le récipient afin que celui-ci ne puisse pas aspirer l'air ambiant, ce qui pourrait être particulièrement dangereux avec des gaz inflammables. Ensuite, cela dépend bien sûr de la pression extérieure actuelle, mais aussi du refroidissement adiabatique lors du prélèvement du gaz.

Remarque : Auparavant, on utilisait le terme ATÜ pour désigner la pression mesurée à partir de la pression de l'air ambiant. De même, les manomètres des réservoirs sous pression n'indiquent généralement pas la pression absolue, mais la surpression. Si un manomètre ainsi réglé indique ZÉRO, cela signifie qu'il n'y a pas de vide dans le réservoir, mais que la pression résiduelle correspond à la pression ambiante.

Ici aussi, si je remplis les pneus avec le double de la quantité, c'est-à-dire le double de la masse d'air, leur pression double également.

Le gaz porteur des ballons à gaz et l'air dans l'enveloppe des ballons à air chaud sont également soumis à des pressions différentes en fonction de l'altitude et donc de la pression ambiante dans laquelle se trouve le ballon. Sur la photo ci-dessous, un ballon à gaz rempli d'environ 1 000 mètres cubes d'hydrogène à gauche, et à droite, après une descente d'environ 5 800 mètres, encore rempli d'environ 500 mètres cubes d'hydrogène.

L'effet de la diminution de la pression atmosphérique est également illustré par l'expérience avec la seringue comme mini-chambre de pression.

Le piston de la seringue est partiellement retiré. Un ballon se trouve dans l'espace ainsi libéré dans la seringue. La sortie de la seringue est fermée, dans la vidéo avec le doigt, mais on pourrait aussi utiliser un robinet. Si l'on continue à tirer le piston, la pression de l'air dans la seringue diminue et le ballon se gonfle. À l'inverse, le volume diminue lorsque le piston est enfoncé dans la seringue, car la pression de l'air augmente.

Lorsque le volume augmente et que la pression diminue, non seulement la pression diminue, mais la densité du gaz diminue également. C'est un facteur qui joue un rôle dans le calcul de la portance et de la force de sustentation.

La variation de la pression dans l'atmosphère joue également un rôle dans la mesure de l'altitude. Un altimètre mesure la pression et lui attribue ensuite une altitude. La pression correspondant à une altitude donnée a été définie par l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI) dans l'atmosphère standard.

Quelle est la différence entre les gaz et les liquides qui est responsable de la variation de la pression dans l'atmosphère ?

La densité est la masse par unité de volume. Comment se comporte la densité d'un gaz qui est comprimé ?

Une bouteille de gaz contenant de l'hydrogène sous une pression de 200 bars est-elle plus légère ou plus lourde que la même bouteille contenant de l'hydrogène sous une pression de 50 bars ?

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Les gaz se distinguent des liquides et des solides par leur compressibilité. Les liquides et les solides ne peuvent pratiquement pas être comprimés, même sous une forte pression.

Vous pouvez facilement le vérifier à l'aide des expériences suivantes ((nous rassemblons ici toutes les expériences autour du voyage en ballon, avec des instructions pour les réaliser : Balloonwiki->Experiments) :

Alors que la seringue remplie d'air (les deux dessins de gauche sur l'image) peut être comprimée, cela n'est pas possible avec la seringue de droite, qui est remplie d'eau.

Prenez une bouteille en plastique fine vide et fermez-la. Faites de même avec une deuxième bouteille. Remplissez-la complètement d'eau, puis fermez-la.

Presser la bouteille avec la main.

Augmenter maintenant la pression extérieure. La bouteille remplie d'air est comprimée, la bouteille remplie d'eau conserve sa forme.

Il existe différentes manières d'augmenter la pression. Vous pouvez fermer les bouteilles avant de descendre d'un ballon ou lorsque vous êtes en montagne.

On peut également laisser les bouteilles couler au fond d'une piscine.

Une différence de hauteur de 5 mètres dans l'eau entraîne la même différence de pression que la différence de hauteur dans l'atmosphère entre le niveau de la mer (0 m/msl) et 5500 m/msl.

* Un récipient rempli d'un gaz ou d'un mélange gazeux qui ne résiste plus à la surpression interne éclaterait et provoquerait une décompression explosive. C'est pourquoi les récipients sous pression sont remplis d'eau pour les tests de pression. L'eau n'étant pas compressible, la surpression disparaît brusquement lors de l'éclatement et il n'y a donc pas d'onde de choc dans l'environnement. * Les bouteilles de gaz liquéfié doivent toujours avoir une poche de gaz au-dessus du propane liquide afin de compenser l'expansion du propane liquide due à l'augmentation de la température sans que la pression dans la bouteille n'augmente. Sans cette poche de gaz, la pression de compression augmenterait extrêmement rapidement et la soupape de surpression de la bouteille s'ouvrirait. Même en présence d'un coussin de gaz, une augmentation de la température entraîne une augmentation de la pression dans la bouteille, mais pas de la pression de compression, seulement de la pression de vapeur, comme dans une cocotte-minute. D'ailleurs, cela n'a rien à voir avec le vol en ballon, mais on ne remplit pas non plus complètement d'eau une cocotte-minute. * Les gaz étant compressibles, une augmentation de la pression permet de stocker plus de gaz ou de mélange gazeux dans un récipient sous pression.

Pression fois volume = constante (P x V = constante)

Cela signifie que si je double la pression, le volume est divisé par deux.

Partout où des gaz sont stockés sous forme comprimée, on peut calculer le contenu à l'aide de la pression multipliée par le volume :

Si un réservoir d'hydrogène a un volume de 73 mètres cubes et que la pression maximale est de 42 bars, il contient alors 42 x 73 mètres cubes = 3066 mètres cubes à 1 bar (correspondant à 1000 hPa).

Si une bouteille d'oxygène de 5 litres indique une pression de 200 bars, elle contient alors 200 x 5 litres = 1000 litres d'oxygène à une pression de 1 bar. La quantité utilisable dépend de différents facteurs. D'une part, la pression minimale qui doit rester dans le récipient afin que celui-ci ne puisse pas aspirer l'air ambiant, ce qui pourrait être particulièrement dangereux avec des gaz inflammables. Ensuite, cela dépend bien sûr de la pression extérieure actuelle, mais aussi du refroidissement adiabatique lors du prélèvement du gaz.

Remarque : Auparavant, on utilisait le terme ATÜ pour désigner la pression mesurée à partir de la pression de l'air ambiant. De même, les manomètres des réservoirs sous pression n'indiquent généralement pas la pression absolue, mais la surpression. Si un manomètre ainsi réglé indique ZÉRO, cela signifie qu'il n'y a pas de vide dans le réservoir, mais que la pression résiduelle correspond à la pression ambiante.

Ici aussi, si je remplis les pneus avec le double de la quantité, c'est-à-dire le double de la masse d'air, leur pression double également.

Le gaz porteur des ballons à gaz et l'air dans l'enveloppe des ballons à air chaud sont également soumis à des pressions différentes en fonction de l'altitude et donc de la pression ambiante dans laquelle se trouve le ballon. Sur la photo ci-dessous, un ballon à gaz rempli d'environ 1 000 mètres cubes d'hydrogène à gauche, et à droite, après une descente d'environ 5 800 mètres, encore rempli d'environ 500 mètres cubes d'hydrogène.

L'effet de la diminution de la pression atmosphérique est également illustré par l'expérience avec la seringue comme mini-chambre de pression.

Le piston de la seringue est partiellement retiré. Un ballon se trouve dans l'espace ainsi libéré dans la seringue. La sortie de la seringue est fermée, dans la vidéo avec le doigt, mais on pourrait aussi utiliser un robinet. Si l'on continue à tirer le piston, la pression de l'air dans la seringue diminue et le ballon se gonfle. À l'inverse, le volume diminue lorsque le piston est enfoncé dans la seringue, car la pression de l'air augmente.

Lorsque le volume augmente et que la pression diminue, non seulement la pression diminue, mais la densité du gaz diminue également. C'est un facteur qui joue un rôle dans le calcul de la portance et de la force de sustentation.

La variation de la pression dans l'atmosphère joue également un rôle dans la mesure de l'altitude. Un altimètre mesure la pression et lui attribue ensuite une altitude. La pression correspondant à une altitude donnée a été définie par l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI) dans l'atmosphère standard.

Quelle est la différence entre les gaz et les liquides qui est responsable de la variation de la pression dans l'atmosphère ?

La densité est la masse par unité de volume. Comment se comporte la densité d'un gaz qui est comprimé ?

Une bouteille de gaz contenant de l'hydrogène sous une pression de 200 bars est-elle plus légère ou plus lourde que la même bouteille contenant de l'hydrogène sous une pression de 50 bars ?

Formulaire de réponse sur la théorie des gaz - pression