Loi de Boyle-Mariotte – compression isotherme d'un gaz

Ce qu’elle montre

La loi de Boyle-Mariotte énonce que, pour une quantité fixe de gaz à température constante, la pression est inversement proportionnelle au volume : le produit p·V reste constant. Dans le modèle particulaire, comprimer le gaz dans un volume plus petit fait que les molécules frappent plus souvent chaque unité de surface des parois, ce qui augmente la pression. Sur un graphique p–V, une transformation isotherme est une hyperbole, difficile à vérifier à l'œil ; tracer p en fonction de 1/V donne au contraire une droite passant par l'origine, la méthode habituelle pour confirmer une proportionnalité inverse à partir de mesures.

Mode d’emploi

Réglez le Volume initial et la Pression initiale, puis faites glisser le piston ou le curseur Volume actuel pour comprimer et détendre le gaz. Pour plusieurs volumes, cliquez sur Relever la mesure et vérifiez la colonne p·V du tableau. Divisez le volume par deux et comparez la nouvelle pression à la valeur de départ. Utilisez le graphique p en fonction de 1/V pour vérifier si vos points sont alignés sur une droite passant par l'origine, puis recommencez avec une autre pression initiale.

Paramètres modifiables

• Volume initial 0,5–6 L
• Pression initiale 0,5–3 atm
• Volume actuel 0,5–6 L
• Afficher aussi le graphique p en fonction de 1/V

Questions à explorer

1. Pourquoi le graphique de p en fonction de 1/V est-il une droite passant par l'origine ?
2. Si l'on double la pression initiale pour le même volume initial, comment la courbe p–V change-t-elle ?
3. Quelles grandeurs doivent rester constantes pour que les mesures vérifient la loi de Boyle-Mariotte ?