Précis de Physique

1. Précis de Physique Grandeurs Physiques Quitter H. R.

2. Unités de Force Force qui communique à une masse de 1 kg une accélération de 1 m/s/s 1 kgF = 9,81 N1 Newton = 0,102 kgF NEWTON Unités de Travail et d'Energie Est le Travail produit par une force de 1 NEWTON dont le point d'application se déplace de 1 m dans la direction de la Force. Est le Travail produit par une force de 1 DYNE dont le point d'application se déplace de 1 cm dans la direction de la Force. JOULE ERG 1 kgm = 9,81 Joules 1 Joule = 0,102 kgm 1 Joule = 10 000 000 Erg 1 Joule = 1 W/s 1 Joule = 4,1855 cal 1 Joule = 0, 000 277 Wh 1 Cal = 0,239 Joules 1 kWh = 0,86 Thermies 1 Thermie = 1,16 kWh 1 Wh = 3600 Joules 1 kWh = 3 600 000 Joules 1 Thermie = 1 000 000 Cal Rendement d'une machine Puissance absorbée60 kW Moteur Thermique Puissance utile 51 kW Puissance perdue9 kW Rendement : P. Utile= 51 x 100 = 85% 60 Précéd. Suite

3. Unités de Puissance Est l'unité de puissance qui correspond à un Travail de1 Joulepar seconde. 1 Cheval Vapeur = 736 Watts WATT Unités de Pression 1 Bar = 100 000 Pascal 1 Bar = 1,02 kg/cm2 1 kgp = 98 000 Pascal 1 kgp = 0,981 Bar 1 Atm = 1,033 kg/cm2 1 Atm = 1,13 Bar 1 Bar = 1 000 000 Barye 1 gF = 98 Pascal 1 Barye = 1 Dyne/cm2 1 cmCE = 1 gF 1 mmCE = 9,8 Pascal 1 Pascal = 1 Newton/m2 Rayons IONISANTS 1 Curie = 37 Giga becquerelou37 000 000 000 000 bq Dose maximum annuelle =0,5 Sylvesterou50 Rem Rayons Gammade5,3 milliCurie = < 0,75 Remen40 heures Cobalt 60 ( 5,3 ans)Régulation SéchoirsPET Rayons Bêtade250 milliCurie = 0,75 milliRementre15 et 32 cm Krypton 80 (10,8 ans)Nucléomètre duPF2 CURIE Précéd. Suite

4. Unités de Température Les valeurs sont données à la pression atmosphérique normale. 0°CTempérature de la glace fondante 100°CTempérature de l'eau bouillante CELSIUS °C 32°FTempérature de la glace fondante 212°FTempérature de l'eau bouillante FAHRENHEIT °F 273°KTempérature de la glace fondante 373°KTempérature de l'eau bouillante °K KELVIN L'échelle Kelvin est égale à l'échelle Celsius qui démarre du zéro absolu soit à –273°C °K = °C+273 °C = ( °F - 32 x 5/9 ) °F = ( °C x 9/5 + 32 ) Mesure des Températures LeThermomètre à mercureest basé sur la dilatation du métal, il a une précision de l'ordre du200e de degré ; la plage de mesure est comprise entre–40°Cet +350°C. Le Thermomètre à variation de résistance(sonde)permet des mesures de températures relativement précises, de l'ordre du100e de degré ; lePlatine est généralement utilisé . leThermocoupleest basé sur le principe d'une jonction de deux métaux différents, à laquelle il apparaît une force électromotrice qui varie en fonction de la température, la précision est de l'ordre du 10e de degré, on utilise comme métaux : Platine + Platine rhodié Fer + Constantan Cuivre + Constantan Le Constantan est un alliage de 60% Cuivre et 40% nickel . Précéd. Suite

5. Le Travail mécanique Une force travaille quand son point d'application se déplace… W = F x L W= JouleF= NewtonL= Mètres Application : Une masse de5 kgqui tombe d'une hauteur de2 mètresproduit un Travail de : Poids :P = M x G(Masse x gravité) =5 x 9,8(10 en Industrie) =49 Newton Travail :W = F x L = 49 x 2 = 98 Joules La Puissance mécanique La puissance d'une machine est égal au Travail fourni par seconde… P = W / T W= JouleP= WattT= Secondes Application : Une voiture se déplace à la vitesse de 90 km/h, quand son moteur développe une puissance de 30 kW : L= 90 000 m ou 9x104 T = 3600 s ou 3,6x103 P = 30 000 W ou 3x104 P = W / TdoncW = P x T = 3 x 104x 3,6 x 103 W = F x L donc F = W / L = 3 x 3,6 x 107 = 1,2 x 103= 1200 Newton 9 x 104 Précéd. Suite

6. Energie C'est le pouvoir de produire du Travail mécanique… L'énergie existe sous forme : Mécanique ( potentiel ou cinétique)Chimique (Carburant – gaz ) CalorifiqueElectrique Unité d'énergie légale : LeJouleen Industrie leWattHeure (Wh) P = W / Tdonc W = P x T W= JouleP= WattT= Secondes 1 Wh = 3600 Joules1 Calorie = 4,1855 Joules La Calorie est la quantité d'énergie nécessaire pour faire passer 1 milliLitre d'eau de 15à 16°C. LaKilocalorie ou MilliThermie est la quantité d'énergie nécessaire pour faire passer 1 Litre d'eau de 15 à 16°C. La Thermie la quantité d'énergie nécessaire pour faire passer 1 m3 d'eau de 15à 16°C. 1 litre de fuel domestique ou de gaz oïl a une valeur énergétique équivalent à 10 Thermies ou 11,6 kWh CAL kCal THERMIE Précéd. Suite

7. Etats de la matière Solide Liquide Gaz Plasma Les changements d'état de la matière sont très gourmant en énergie, en effet pour faire passer 1 kg de glace à 0°C en 1 kilo d'eau à 0°C il faut 80 millithermies d'énergie ; ceci sans élévation de température ; soit l'équivalent d'énergie pour passer 1 kilo d'eau de 0° à 80°C. Pour faire passer 1 kg d'eau à 100°C en 1 kilo de vapeur à 100°C il faut 540 millithermies, soit 5,4 fois plus d'énergie que pour passer 1 kg d'eau de 0°C à 100°C. L'eau s'évapore à 100°C sous la pression atmosphérique normale, mais l'évaporation se produit bien avant sous dépression. Pour s'évaporer, l'eau absorbe cette formidable quantité d'énergie à son milieu ( 540 Thermies / Tonne ), ce qui tend à refroidir l'environnement qui va ralentir l'évaporation. Les nuages en se condensant (lors de la pluie), restituent totalement cette énergie emmagasinée ; c'est ainsi que la température est auto régulée sur notre planète. Ce même principe ralenti la fonte des glaces aux pôles. On utilise le même principe dans les machines frigorifiques ; un compresseur va créer une forte dépression et favoriser l'évaporation d'un fluide thermique (Fréon), l'évaporation va refroidir son milieu (production du froid). Les vapeurs sont alors comprimées et peuvent être condensées sous forte pression, à une température bien plus élevée (jusqu'à 40°C ou 50°C). Précéd. Suite

8. Hygrométrie de l'air L'air est avide d'eau, plus l'air est chaud et plus l'air peut retenir une quantité d'eau sous forme de vapeur, voir diagramme ci-contre. On défini l'hygrométrie de l'air par le Point de Rosée ; dire pour un air de 35°C de température que l'hygrométrie de cet air est à un point de rosée de –20°C veut dire que cet air ne contient que 0,88 g d'eau par m3 alors que sa saturation serait de 39,65 grammes par m3. L'air est un mélange d'azote (78%) et d'oxygène (21%) + (1%) gaz rares La mole d'air (22,4 L) pèse 29 grammes à 0°C et 760 mmHg. Un m3 d'air pèse : 1000 x 29 = 1294 g ou 1,29 kg. 22,4 Pour plus de détail sur la mole, voir la rubrique Chimie. Fin Précéd.

9. A la prochaine... Quitter