Activité documentaire

Le tube de Toricelli

Tube de Toricelli.Au XVIIe siècle, les fontainiers de Florence sont confrontés à un problème : il n’arrivent pas à pomper l’eau qui se situe à plus de 10 mètres de profondeur.

Pour étudier et comprendre ce phénomène, Evangelista Torricelli (1608–1647) a l’idée de remplacer l’eau par du mercure, un liquide beaucoup plus lourd. Il peut alors réaliser des expérience sur des tubes plus petits.

Il remplit donc de mercure un tube de 1 mètre fermé à une extrémité puis il le retourne au dessus d’une cuve de mercure (voir ci-contre). Lorsque le tube est vertical, le mercure descend dans le tube et sa surface se stabilise à une hauteur de 76 cm au dessus du niveau du mercure de la cuve. Toricelli fait l’hypothèse que c’est l’air qui appuie sur le mercure de la cuve et qui maintient ainsi le mercure dans la colonne et l’empêche de tomber. Il vient d’inventer le premier appareil permettant de mesurer la pression de l’atmosphère : le baromètre à mercure. Aujourd’hui encore, on utilise encore parfois le millimètre de mercure comme unité de pression.

Blaise Pascal

Quelques années plus tard, le scientifique français Blaise Pascal (1623–1662) comprend que la pression exercée par l’atmosphère sur le mercure de la cuve est due au poids de l’atmosphère. Il en déduit que la pression atmosphérique doit diminuer avec l’altitude puisque la hauteur de l’air situé au dessus de la cuve diminue.

Pour valider son hypothèse, il demande à son beau-frère auvergnat de mesurer la hauteur de la colonne de mercure au pied du Puy de Dôme, puis à son sommet. Ces mesures permettent de confirmer que la pression atmosphérique diminue bien avec l’altitude.

En 1946, en mémoire des travaux de Pascal, on a donné son nom à l’unité internationale de pression.

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À retenir

L’unité internationale de la pression, est le pascal (symbole Pa).

Pour l’atmosphère on utilise souvent l’hectopascal (hPa).

La pression atmosphérique vaut :

patm = 101 325 Pa ≈ 1 013 hPa

Elle dépend de l’altitude et du temps qu’il fait.

Il existe d’autres unités de pression :

  • 1 bar = 100 000 Pa
  • 1 atm = 101 325 Pa
  • 1 mmHg = 133,3 Pa
  • 1psi = 6 894 Pa

Exercices

Convertir la pression atmosphérique patm :

  • en bar et en atm ;
  • en mmHg ;
  • en psi.

de  Jean-Jacques MILAN, téléchargé dans fr.wiki par User:Saperaud - Domaine public Lien.