Fluide incompressible et modèle des liquides

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• Fluide incompressible : volume invariable sous l'effet de la pression, masse volumique constante. • Les liquides suivent très bien ce modèle (l'eau perd environ 0,005\ \% de volume par bar). • Les gaz sont compressibles : à température constante, P V = constante (loi de Mariotte).

Le cours

Fluide incompressible et modèle des liquides • Un fluide incompressible est un fluide dont le volume, pour une masse donnée, ne varie pas lorsque la pression change : sa masse volumique est constante, la même en tout point. • Les liquides (eau, huile, mercure) sont très bien décrits par ce modèle : leurs molécules sont au contact les unes des autres, et même de fortes pressions ne les rapprochent presque pas. L'eau ne perd qu'environ 0,005\ \% de son volume par bar de pression supplémentaire. • Les gaz sont compressibles : à température constante et pour une quantité de gaz fixée, le produit de la pression par le volume reste constant (loi de Mariotte) : P V = constante. Doubler la pression divise le volume par deux. Quand utiliser le modèle incompressible ? • Pour les liquides, presque toujours : même au fond des océans (vers 1\,100\ bar), la masse volumique de l'eau n'augmente que d'environ 5\ \%. • Pour un gaz, seulement si les variations de pression sont faibles devant sa pression (par exemple l'air dans une pièce, sur quelques mètres de hauteur). • Conséquence : dans un liquide au repos, est constante, ce qui permet d'établir simplement la loi fondamentale de la statique des fluides. Astuce et méthode clé Pour savoir si le modèle incompressible convient, calcule la variation relative de volume : si elle reste de l'ordre du pourcent ou moins, tu peux considérer constante. Piège classique à éviter Appliquer le modèle incompressible à un gaz comprimé : l'air d'une seringue dont on divise le volume par 3 voit sa masse volumique tripler, alors que l'eau, dans la même seringue, ne se laisse pratiquement pas comprimer.

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