Articles de physique sur les phénomènes naturels, etc., liés à la physique.
1. Un transformateur possède des enroulements primaire et secondaire comportant respectivement 500 et 5000 spires, connectés à un réseau de courant alternatif de 220 V. Quelle est la tension de sortie ?
A. 220 volts
B. 1 100 volts
C. 2 200 volts
D. 22 000 volts
Discussion
Van der Waals est le nom du physicien néerlandais J.D. van der Waals (1837-1923). L'équation d'état de van der Waals est en réalité une équation d'état des gaz, similaire à l'équation d'état des gaz parfaits . La différence réside dans le fait que l'équation des gaz parfaits ne peut fournir de résultats précis lorsque la pression et la densité du gaz réel sont suffisamment élevées. L'équation d'état de van der Waals, en revanche, permet d'obtenir des résultats plus précis.
Cette équation a été initialement proposée par Van der Waals, qui avait identifié les limites de l'équation d'état des gaz parfaits. Waals a modifié cette équation en y intégrant plusieurs facteurs influençant l'état d'un gaz réel lorsque sa pression et sa densité sont suffisamment élevées.
Changements d'état des matériaux Température critique Point triple
Lors de l'étude de la loi des gaz parfaits, il a été expliqué que cette loi décrit avec précision le comportement d'un gaz réel uniquement lorsque la pression et la densité de ce gaz ne sont pas trop élevées. Si la pression et la densité du gaz réel sont suffisamment importantes, la loi des gaz parfaits donne des résultats inexacts. Cela est également vrai lorsque la température du gaz réel approche son point d'ébullition.
Cela est lié aux interactions qui se produisent entre les molécules de gaz. La pression d'un gaz est inversement proportionnelle à son volume. Lorsque la pression est suffisamment élevée, le volume du gaz diminue. De ce fait, la distance entre les molécules se réduit. Plus les molécules sont proches, plus elles s'attirent. C'est un peu comme lorsqu'on approche un morceau de fer d'un aimant : si la distance entre l'aimant et le fer est trop grande, l'aimant ne peut pas attirer le fer ; en revanche, si la distance est trop faible, le fer est attiré.
Matériel de théorie atomique et de théorie cinétique
Pendant des millénaires, les Grecs anciens ont cru que toute substance pure (par exemple, l'or pur, le fer pur 😉, etc.) était composée d'atomes. Selon eux, si l'on découpait une substance pure en petits morceaux, puis que l'on recoupait ces morceaux, et ainsi de suite, il arriverait un morceau plus petit qu'il serait impossible de diviser davantage. Ce morceau plus petit, impossible à diviser davantage, était appelé atome . Le mot « atome » signifie « indivisible » en grec.
À cette époque , on pensait que les atomes étaient indivisibles. Cependant, la découverte ultérieure des électrons et des noyaux atomiques (protons et neutrons) a invalidé l'idée que les atomes étaient indivisibles . Les atomes sont composés d'électrons (chargés négativement) et d'un noyau. Les électrons gravitent autour du noyau. À l'intérieur du noyau se trouvent des protons (chargés positivement) et des neutrons (neutres, c'est-à-dire sans charge).
Formes de matière (basées sur les propriétés microscopiques)
Dans la vie de tous les jours, nous rencontrons souvent trois états de matière différents : les solides (par exemple, les roches, le fer, etc. ) , les liquides (l’eau, l’essence, etc. ) et les gaz (l’air, etc. ) . Ces trois états de matière se distinguent par leur capacité à conserver leur forme et leur volume.
Les solides conservent généralement une forme et un volume fixes. Les liquides, quant à eux, adaptent leur forme à celle du récipient qui les contient. Par exemple, si l'on verse de l'eau dans un verre, elle prend la forme d'un verre. Si l'on verse de l'eau dans une baignoire, elle prend la forme d'une baignoire. Si on la verse dans un sac plastique percé, l'eau débordera… (rires ) . Le volume d'un liquide reste généralement constant. Si l'on verse un verre d'eau dans une baignoire , son volume reste le même que celui d'un verre. La forme de l'eau peut changer, mais son volume, lui, ne change jamais. Il est important de noter que le volume des solides et des liquides ne peut être modifié que sous l'effet d'une force considérable.
L'équation de Bernoulli sert notamment à calculer la vitesse d'écoulement d'un liquide s'écoulant du fond d'un récipient.
On applique l'équation de Bernoulli au point 1 (la surface du récipient) et au point 2 (la surface de l'orifice). Le diamètre de l'orifice au fond du récipient étant bien inférieur à celui du récipient, la vitesse du liquide à la surface de ce dernier est considérée comme nulle (v₁ = 0). Les surfaces du récipient et de l'orifice étant ouvertes, la pression est égale à la pression atmosphérique (P₁ = P₂ ) . L'équation de Bernoulli correspondante est donc :
Principe et équation de Bernoulli
Quand on roule vite à moto, nos vêtements se gonflent dans le dos. Si vous ne savez pas encore faire de moto, observez vos parents ou vos amis qui en font. Leurs vêtements se gonflent généralement dans le dos quand la moto roule vite. Parfois, par grand vent, la porte d'entrée se ferme toute seule, même si le vent souffle à l'extérieur.
Ceci peut s'expliquer par le principe de Bernoulli. Daniel Bernoulli (1700-1782) a découvert un principe qui permet d'expliquer certains des phénomènes évoqués ci-dessus.
Équation de continuité
Ouvrez lentement le robinet en observant le débit d'eau. Dès que le robinet s'arrête, bouchez-le partiellement avec votre main. Comparez ensuite le débit : est-il plus important avec le robinet partiellement bouché ou non ? Si vous avez un tuyau d'arrosage, laissez-le couler. Bouchez-le partiellement avec votre main ou votre doigt. Plus le tuyau est bouché, plus l'eau coulera vite. À l'inverse, si le tuyau n'est pas bouché, l'eau coulera plus lentement. Pourquoi ? Pour le comprendre, consultez l'équation de continuité.
Les fluides, liquides et gazeux, présentent différents degrés de viscosité. La viscosité correspond essentiellement à la force de frottement entre les molécules qui composent un fluide. Ces molécules frottent les unes contre les autres lors de son écoulement. Dans les liquides, la viscosité est due à la cohésion (l'attraction entre molécules similaires). Dans les gaz, elle est due aux collisions entre molécules.
Les fluides liquides s'écoulent généralement plus facilement, comme l'eau. À l'inverse, les fluides plus visqueux s'écoulent plus difficilement, comme l'huile de cuisson, le miel, etc. On peut le vérifier en versant de l'eau et de l'huile de cuisson sur un sol incliné. L'eau s'écoulera nettement plus vite que l'huile. La viscosité d'un fluide dépend également de sa température. Plus la température d'un liquide est élevée, moins il est visqueux. Par exemple, lorsqu'on fait frire du poisson, l'huile de cuisson, initialement épaisse, devient plus fluide à la chaleur. Inversement, plus la température d'un gaz est élevée, plus il est visqueux.
Avez-vous déjà vu une bougie ? Espérons que vous l'utiliserez. Un phénomène intéressant s'observe lorsqu'une bougie brûle : la base de la mèche est généralement toujours humide de cire fondue. La présence de cire fondue sur la mèche permet à la bougie de brûler longtemps. Qu'est-ce qui provoque la remontée de la cire fondue vers la mèche ? On observe le même phénomène avec les torches.
De nombreux phénomènes intéressants de notre vie quotidienne sont similaires à ceux observés avec les bougies et les lampes à huile. C'est comme si le liquide avait des « jambes », lui permettant de remonter. Pouvez-vous expliquer cela scientifiquement ? Un concept physique permettant d'expliquer ces phénomènes, ainsi que bien d'autres, est la capillarité.