CH III DILATATION DES CORPS

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1 CH III DILATATION DES CORPS Date : A. Dilatation des solides a. Observations Pourquoi est-il nécessaire de laisser un espace libre entre deux rails successifs? b. expérience : Voici une sphère métallique qui passe à travers un anneau de même métal. a)représente la sphère après l avoir chauffée b) Représente la sphère et l anneau après les avoir chauffés. c. Conclusion : Lorsqu on les.., les solides se ( ils.. leur volume) faiblement. Lorsqu on les.., les solides se..( ils.leur volume) faiblement. d. Interprétation moléculaire : - Lorsque l on chauffe un solide, on apporte de l énergie aux molécules qui constituent ce solide. Les molécules s agitent, l espace entre les molécules.. ; le corps se.. - Lorsqu on refroidit un solide, on enlève de l énergie aux molécules. Les molécules... petit à petit ; l espace entre les molécules.. ; le corps se. e. Tous les solides se dilatent-ils de la même manière? A l aide d un dilatomètre, on peut mesurer les augmentations de longueur de différents solides. Vanden Abeele cours de physique 2ème 1

2 Voici quelques valeurs : allongements d un tige de 1 m pour une augmentation de température de 100 C. Verre 0.8 mm Zinc 3 mm Fer 1.2 mm Aluminium 2.3 mm Pyrex 0.3 mm Conclusion : Application : le bilame : est composé de deux lames de métaux différents ; lorsqu on le chauffe, un des métaux se dilate plus que l autre mais comme les lames sont solidaires, il s incurve du côté du métal qui se dilate le Application du bilame : l ampoule clignotante Questions : 1. Pourquoi les grilles des cuisinières au gaz font-elles un coude au dessus du brûleur? 2. Pour dévisser un boulon grippé, on peut le chauffer au chalumeau. Pourquoi? 3. Pourquoi le tablier du pont repose-t-il sur des galets? Que se passerait-il s il était fixé aux 2 extrémités? 4. Les thermomètres métalliques comportent un bilame en spirale dont une extrémité est reliée à l aiguille. Comment fonctionnet-il? Colorie en rouge le métal qui se dilate le plus. Vanden Abeele cours de physique 2ème 2

3 B. Dilatation des liquides. a. Expérience : 1) On enferme de l eau froide dans une bouteille à laquelle est adaptée un tube fin, muni d un repère l eau rempli une partie du tube. Plongeons la bouteille dans de l eau très chaude. ( schéma..) Observation : Retirons la bouteille de l eau chaude et laissons la refroidir. ( schéma ) Observation : Remarque : b. Conclusion : En s échauffant, les liquides se.. faiblement, mais..que les solides. En se refroidissant, les liquides se faiblement, mais que les solides. L importance de la dilatation ou de la contraction dépend de la. du liquide. c. Application : 1. Le thermomètre à liquide Schéma : Vanden Abeele cours de physique 2ème 3

4 2. 3. Vanden Abeele cours de physique 2ème 4

5 Exception : L eau Prenons un récipient en verre de 400ml, tube en verre gradué en ml Devoir : Traduis ces résultats en graphique. Conclusion : Si la température diminue, * entre 0 C et 4 C, la masse volumique de l eau augmente ; * au-delà de 4 C, comme toutes les autres substances, sa masse volumique diminue. En d autres termes. 1 litre d eau à 1 C est plus lourd qu 1 litre d eau à 3 C 1 litre d eau à 4 C a une masse de 1 kg 1 litre d eau à 7 C est plus léger qu 1 litre d eau à 5 C Conséquences, dans la nature, des variations de la masse volumique de l eau. Quel intérêt ce double brassage de l eau peut-il présenter pour les organismes qui vivent dans l étang? Vanden Abeele cours de physique 2ème 5

6 C. Dilatation des gaz. Expérience Observation Conclusion : En s échauffant, les gaz se fortement, beaucoup.. que les liquides. En se refroidissant, les gaz se fortement beaucoup. que les liquides. L importance de la dilatation ou de la contraction dépend de la. du liquide. Applications : Le gonflage d une montgolfière. Explique comment s opère le gonflage du ballon Le gazomètre : il permet de stocker du gaz à proximité d une ville. Lorsque la température ambiante augmente, le gaz se et la cloche se. Que se passerait-il si le gaz était enfermé dans une citerne non munie d une cloche mobile? Lorsque la température s élève le volume du gaz tend à augmenter, mais si les parois de la citerne sont fixes c est la pression exercée par le gaz qui augmente. Il y a alors risque d éclatement de la citerne. Il fait très chaud. La voiture est restée longtemps en plein soleil. Soudain l une des roues se dégonfle brutalement : le pneu a éclaté. Cet incident est facilement explicable. Expliquer? Le butane est livré dans des bouteilles métalliques à parois épaisses. La bouteille contient du butane liquide au-dessus duquel se trouve du butane gazeux sous pression. Le butane gazeux s échappe par l ouverture de la bouteille après être passé dans le détendeur destiné à diminuer la pression. Ces bouteilles sont étudiées pour résister à une température de 50 C environ. Réfléchissons. Que risque-t-il de se produire si la bouteille demeure au soleil en plein été ou encore si un incendie se déclare à proximité? Vanden Abeele cours de physique 2ème 6

7 Dans l autocuiseur l eau se transforme en vapeur d eau. Cette dernière se trouve sous pression au- dessus du liquide, ce qui permet à l eau de bouillir à plus de 100 C et donc aux aliments de cuire plus rapidement. Réfléchissons. Que risque-t-il de se passer si la pression de la vapeur d eau devient trop forte? Existe-t-il un dispositif qui libère de la vapeur lorsque la pression est suffisante? Et si le dispositif précédent ne fonctionne pas? Qu a-t-on prévu? Pierre a pris une bouteille et en a légèrement mouillé le goulot. Sur celui-ci il a posé une pièce de monnaie. Maintenant Pierre tient fortement la bouteille ses amis stupéfaits voient la pièce se soulever, tomber, se soulever à nouveau, etc... Etes-vous capable d expliquer ce phénomène. CONCLUONS: Si un gaz enfermé dans un récipient ne peut augmenter de volume lorsque sa température s élève, alors c est sa pression qui augmente. Comparons les sources de chaleur employées pour les expériences précédentes : 1. Pour les solides : 2. Pour les liquides : 3. Pour les gaz : Conclusion générale générale : : TOUS LES CORPS se.. ( augmentent de volume) quand on les chauffe. TOUS LES CORPS se. ( diminuent de volume) quand on les refroidit. Les GAZ se dilatent (et se contractent) plus que les LIQUIDES et les SOLIDES. Les GAZ se dilatent (et se contractent).. fort, plus.. que les LIQUIDES et les SOLIDES. Vanden Abeele cours de physique 2ème 7