TP #2 : LOI DE BOYLE-MARIOTTE

Introduction : Dans ce TP, on s’intéresse à la loi de Boyle-Mariotte, que l’on cherche à vérifier par l’exploitation de données expérimentales. Cette loi nous dit que, pour un gaz parfait, lorsqu’on a une transformation à température constante, le produit de la pression par le volume du gaz étudié est égal à une constante. Ceci implique que PV = nRT = K, P en Pa, V en m3, n en mole, T en K. Ainsi, la vérification de cette loi se fera par l’étude de la variation de pression d’un gaz en fonction du volume, le nombre de moles et la température restant constant.

Matériel et méthode :

Pour effectuer les mesures, on dispose d’un appareil constitué de deux tubes parallèles et verticaux, contenant du mercure, et montés sur un socle doublement gradué (en cm). Le tube de gauche possède à son sommet un robinet permettant d’emprisonner un certain volume d’air, alors que le tube de droite reste ouvert sur l’extérieur. A la base du montage, les deux tubes sont reliés entre eux, mais également à une seringue, permettant ainsi de modifier les niveaux de mercure des deux tubes. Pour effectuer les mesures, on emprisonne un volume d’air dans le tube de gauche en fermant le robinet, puis on modifie les niveaux de mercure en jouant sur la seringue. Ce volume d’air emprisonné est, à t=0, à pression atmosphérique Patm = 101325 Pa = 760 mm Hg. Les mesures effectuées sont répertoriées dans les tableaux joints. On a noté :
Y : La hauteur de mercure dans le tube de gauche (lue sur l’échelle de droite)
H : La hauteur de mercure dans le tube de droite (lue également à droite)
L : La hauteur d’air dans le tube de gauche (lue sur la graduation de gauche)
Deux séries de mesures ont été effectuées, la première avec L=20cm et H=Y=40cm, et la deuxième avec L=30cm et H=Y=30cm, à l’état initial. Ces réglages initiaux se font lorsque le robinet est encore ouvert et que les deux niveaux sont à la même hauteur. Il est important d’ailleurs de ne pas