Mesure de la masse d'un litre d'air.

Sur les expériences et manipulations, buts, pertinence, déroulement, explication scientifique, organisation pratique et trucs et astuces... Pour les documents pédagogiques, merci de les placer dans la section du niveau concerné.

Mesure de la masse d'un litre d'air.

Messagede taumataroa » 02 Nov 2010, 02:31

Bonjour,
Voici un bricolage pour la mesure de la masse d'un litre d'air.
En effet, pour contourner le problème de la capacité de la balance à mesurer avec pression de petite masse, et le poussée d'Archimède non négligeable sur des petits volumes, l'idéal est de recueillir une quantité équivalente à au moins 5/6 litres. Pour ce faire j'utilise des bouteilles de soda de 2L surpressées à 5 bars environs (elles sont construites pour supportés 10 bars), à l'aide d'une pompe à vélo, et le dispositif suivant réalisé sans colle et avec de la recup'.

Image

Usinage du bouchon de soda, et introduction d'une valve "tubless" de force, pour assurer l'étanchéité.
Puis introduction d'une vis à l'intérieur du bouchon de la valve, pour déclencher le dégazage, pour ce faire des trous sont fabriqués à l'aide d'une aiguille. Le tuyau est tout d'abord déformer, puis ramolli dans l'eau bouillante, puis enfoncer de force.

En Tp chaque groupe réalise la mesure, nous calculons ensuite une moyenne pour la classe.
Le volume d'air recueilli est mesure à l'aide de bibons blancs de 10L, qui ont été gradués en classe de 5ème lors d'une "séance d'investigation".
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Re: Mesure de la masse d'un litre d'air.

Messagede Aranel53 » 02 Nov 2010, 09:49

Bien intéressant !

Néanmoins je ne suis pas sûr d'avoir compris toutes les étapes.
On prend une bouteille de soda (elles sont en effet très très résistantes), ok, on usine le bouchon et on met une valve tubeless, ok (on les achètes où, on les demande à un garagiste ? ) ensuite, la bouteille est prête à être remplie avec la pompe, c'est ça ?

Ensuite, le bouchon percé sert à récupérer le gaz comprimé dans un dispositif par déplacement d'eau (les bidons de 10L). Ok. En fait je ne vois pas bien comment déclencher le dégazage. On visse le bouchon percé mais la valve est quand même fermée, non ? c'est la vis qui appuie au milieu quand on visse le tuyau et ouvre la vanne ? Je crois avoir capté... laborieux ce matin ;) ! mais comment tu fais remplir les bouteilles ? tu donnes un nombre de coups de pompe ou tu laisses les élèves choisir ? et après tu fais faire le calcul pour ramener à la masse d'un seul litre ? Quelle est la précision ?

Et tu as 12 postes pour faire faire ça à tes élèves ? impressionnant...
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Re: Mesure de la masse d'un litre d'air.

Messagede taumataroa » 03 Nov 2010, 01:59

La tête de vis actionne le piston de la valve. La bouteille se vide. L'air s'échappe dans le tube par le biais des trous percés par l'aiguille. Sur la photo suivante, la vis a été enlevée.

Image

En j'ai une heure de TP par semaine en demi classe à 13/14 élèves, et je "possède" 6 balances.
J'utilise du ruban teflon de plombier autour du goulot de la bouteille et de la valve pour limiter les fuites.
Le graduation des bidon est grossière (0,5L), et la pression de mes balances de 1g, les résultats sont toujours entre 1,1g et 1,3g.

WilliamT, quel dispositif de dégazage utilises tu alors ?
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Re: Mesure de la masse d'un litre d'air.

Messagede taumataroa » 04 Nov 2010, 03:49

WilliamT a écrit:Bon moi, on met la main dans l'eau, et on fait comme on peut ! Et en en met beaucoup à côté... :mrgreen:


Sauvage !!!
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Re: Mesure de la masse d'un litre d'air.

Messagede Trane » 04 Nov 2010, 20:02

C'est un diapositif qui a l'air bien intéressant (le système pour le dégazage est ingénieux )
J'utilise déjà une bouteille de coca sur laquelle j'ai monté une valve, mais je me contente de regarder qualitativement la variation de la masse et j'utilise un ballon de foot pour une mesure quantitative.

J'ai l'intention d'essayer, mais je ne comprend pas trop la partie dégazage :
"Le volume d'air recueilli est mesuré à l'aide de bibons blancs de 10L" : comment fais tu pour faire tenir à l'envers un bidon rempli de 10 L d'eau ? :?:
merci
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Re: Mesure de la masse d'un litre d'air.

Messagede Emeline » 12 Sep 2012, 13:52

J'ai essayé de faire, l'année dernière, la mesure de la masse d'1 L d'air avec un ballon de foot mais je n'y suis pas arrivée. Certainement, car le ballon n'était pas assez gonflé donc son volume changeait quand on le vidait de son air et surtout les balances utilisées pas assez précise.

J'avoue ne pas avoir tout compris à vos explications. N'y a-t-il pas une solution plus "simple" ? Est-ce qu'un ballon bien gonflé suffirait ?
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Re: Mesure de la masse d'un litre d'air.

Messagede Occitan » 13 Sep 2012, 18:45

Bonjour à tous,

J'ai l'habitude d'utiliser des bouteilles d'eau gazeuse munies d'une valve de bicyclette pour différentes expériences (dans le cadre de mes animations auprès des jeunes).

Pour mesurer le poids d'un litre d'air, voici ce que je ferais:
- gonfler la bouteille d'eau gazeuse à plusieurs bars (peu importe la connaissance exacte... on peut aller à 10 bars sans risques, mais il faut avoir des biscottos...)
- peser la bouteille sur une balance: P1
- vider 1 litre d'air de la bouteille en appuyant sur la valve. La mesure du volume à pression atmosphérique se fait avec un récipient gradué à 1 litre que j'ai préalablement retourné sur une cuve à eau et rempli d'eau. Je fais buller la valve sous le récipient jusqu'à ce que l'air occupe exactement 1 litre (graduation).
- Peser à nouveau la bouteille: P2

Le poids d'un litre d'air est alors P1 - P2

La poussée d'archimède n'intervient pas car le volume de la bouteille réservoir ne change pratiquement pas.

On peut d'ailleurs recommencer l'opération avec ce qu'il reste dans la bouteille et faire des moyennes de plusieurs mesures pour améliorer la précision.

Bon par contre, il faut essuyer soigneusement les gouttes d'eau sur la bouteille, avant la pesée.... Ca peut donner l'occasion de parler de biais de mesure...

Est-ce le principe expliqué plus haut ?

Cordialement.
Occitan.
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Re: Mesure de la masse d'un litre d'air.

Messagede Emeline » 13 Sep 2012, 19:40

Oui, c'est le même principe.
Mais je n'ai pas de balance assez précise pour ne vider qu'1 litre !
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Re: Mesure de la masse d'un litre d'air.

Messagede Aranel53 » 13 Sep 2012, 19:52

Ah ? Tu n'as pas de balance au dixième qui va jusqu'à 500g ? C'est à acquérir je pense si tu es en poste fixe. Bon ça sert quasiment que là et en 3e pour poids et masse, mais ça vaut le coup quand même je pense.
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Re: Mesure de la masse d'un litre d'air.

Messagede Emeline » 13 Sep 2012, 21:09

De mémoire, je n'ai que des balances qui vont jusqu'à 200g et 1 qui va à 2000g mais qui est précise au gramme.
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