La pression, la compressibilité, la flottabilité…

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La pression, la compressibilité, la flottabilité…. …et la plongée !. Matthew Daillie 2010 CTD 13. 1 re partie. Introduction La pression, qu’est-ce que c’est? Définitions et unités de mesure États de la matière et compressibilité Relation entre pression, volume et température Exercices - PowerPoint PPT Presentation

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  • Matthew Daillie 2010 CTD 13

  • 1re partieIntroductionLa pression, quest-ce que cest?Dfinitions et units de mesuretats de la matire et compressibilitRelation entre pression, volume et tempratureExercicesPlongeur en immersionGonflage blocsConclusions sur la scurit

  • 2e partiePrincipes de la flottabilitDmonstration ArchimdeCentre de gravit, centre de pousseDfinitions et units de mesureImplications dans notre vie de plongeurLestageFlottabilit, vitesse de remonteRelevage objets, sorties de leauExercices

  • Units de mesureSystme International

    UnitNomSymboleSurfacemtre carrm2Volumemtre cubem3MassekilogrammekgMasse volumiqueKilogramme par mtre cubekg m-3Vitessemtre par secondem s-1ForcenewtonNPressionpascalPaTempssecondesTempraturekelvinK

  • quivalences utilises en plonge

    Pression atmosphrique1 bar1atm760 mm Hg1013 hPaVolume1 m31000 dm3 1 000 L Force/Poids/ Pousse10 N1 Kg1 LTemprature0 K-273C

  • Les calculs

  • Cest une force sur une surface (P=F/S)1 bar = 1Kg sur 1cm2 = 760 mm Hg (une colonne de 760 mm de mercure) = 1013 hectopascals hPa1Pa = 1N/m2

  • La ForceUne Force se mesure en Newtons mais en plonge on parle en kilogrammesElle peut changer la vitesse dun objet ou le dformer.

  • RappelsPression relative = pression hydrostatiquePression ambiante = pression absolue

  • SolideLiquideGazLes deux premiers sont considrs incompressiblesLes gaz sont compressibles

  • Mariotte et Boyle temprature constante, le volume dun gaz est inversement proportionnel sa pression.

  • Exercice de la RSEUn plongeur prpare son N4. Il a une capacit pulmonaire de 5L. Il se trouve 20m de profondeur. Sur un dbut dexpiration il lui reste 3L dair. Lors de la remonte, quelle profondeur se trouverait-t-il les poumons pleins(tout en sachant quen ralit il doit lcher de lair avant!)?

  • Relation entre pression, volume et temprature

  • Kelvin (K)Cest une mesure absolue de la tempratureLa temprature de 0K est gale -273C et correspond au zro absolule kelvin ne sexprime pas en degr

  • a chauffe!Un bloc de 15L se trouve dans un local 20C, gonfl 200b.Le bloc est transport dans une voiture o la temprature est de 30C. quelle pression sera la bouteille la fin du trajet?

  • Charles: volume constant, la pression dun volume de gaz donn varie proportionnellement la temprature.Gay Lussac: pression constante, le volume dun gaz varie proportionnellement sa temprature absolue.(Les deux lois sont dcouvertes par Charles mais confirmes par Gay-Lussac)

  • ExercicesQuestion 1Vous disposez dune rampe de 3 tampons de 50 litres chacun, gonfls 250 bars (*) et vous dsirez remplir (en mme temps) 3 blocs de 12 litres dans lesquels il reste 50 bars (*) (PS = 230 bars).1) Quelle sera la pression dans les blocs (*) si on utilise les 3 tampons simultanment? (2 pts)2) Quelle sera la pression dans les blocs (*) si on utilise les 3 tampons successivement? (On nglige le volume des tuyauteries). (3 pts) 3) Conclusion (1 pt)(*) Pressions lues au manomtre

  • Question 3 (sic)Un plongeur N2 part en exploration avec un bloc de 12 l gonfl 200b (*). Au retour de la plonge, il reste 50 b (*) dans son bloc.1) Quelle quantit dair (dtendue la pression atmosphrique), le plongeur a-t-il consomm? (1 pt)2) Sachant quil est rest 30 mn 20 m, quelle est sa consommation par mn cette profondeur (on nglige le temps de la descente et de la remonte)? (1 pt) - Il dispose dun bloc tampon de 150 L 235 b.- Il recharge son bloc 200b (*).3) Quelle est la pression rsiduelle (*) dans la bouteille tampon aprs la fin de lopration? (2 pts)4) Un autre groupe de plongeurs veut utiliser ensuite la mme bouteille tampon, pour remplir simultanment 2 blocs de 15 L vides. Quelle sera la pression maximale quils pourront avoir dans les blocs aprs quilibrage? (2 pts)(*) Pressions lues manomtre

  • La ScuritBlocsGonflage quel moment? quelle pression? quelle vitesse?StockageChoix du volumeVidage

  • AccidentsBarotraumatismesADD

  • MatrielDtendeursSouplesseDbitGiletsVolumeInflateurParachute purge?

  • La flottabilit dun corps dpend de sa densit et de la densit du liquide dplac.

  • Dfinitions et units de mesure

  • La masseOn peut dire que la masse dun objet est la quantit de matire qui la constitue

  • Le poidsCest une mesure de la force de gravit (mesure en Newtons) qui agit sur une masse (mesure en kg). Parce que lon ne considre que la plonge sur terre, on va confondre les deux termes et parler en kg

  • La masse volumique Cest la quantit de masse par unit de volume (eau 1kg pour 1L) (rh) = m/V o m se mesure en Kg et V en m3Exemplesla masse volumique de lair vaut 1,3 kg/m3celle de leau douce vaut 1 000 kg/m3celle de leau de mer 1 030 kg/m3

  • La densit (relative)Cest une notion de relativit.Sans unit.Leau ( 4C) est le corps de rfrence pour les liquides.Eau sale 1,03Plomb 11,3Aluminium 2,7Acier 7,5 (alliage donc variable)Un corps ayant une densit infrieure celle de leau flotte, un corps ayant une densit suprieure coule.

  • RappelsVolumeCest lespace occup par un objet ou disponible dans un rcipient. Symbole: V Poids apparent (Papp)Poids rel (Prel)Pousse dArchimde (PArch)

  • ArchimdeTout corps plong dans un fluide subit une pousse verticale de bas en haut quivalente lintensit de la force de pesanteur du fluide dplac.La pousse dArchimde dun corps immerg est donc gale au poids de son volume deau.La force dArchimde sur un corps immerg est proportionnelle au volume du corps et la masse volumique du liquide

  • Le centre de gravit le centre du volumeLa pousse dArchimde sapplique au centre du volume immerg. Le poids sapplique au centre de gravit et pas obligatoirement au centre du volume.

  • Implications pour notre vie de plongeuse/plongeurLe lestageRisques dun sur-lestageRisques dun sous-lestageBesoin de changer en fonction du milieuEmplacement (quilibre du plongeur)

  • Remontes assistesPlus lcart entre volume et poids est grand, plus on monte vite.Pour faire une remonte linaire, il faut garder le mme cart entre le volume et le poids (gestion des quatre volumes dair).Cas particulier de la DTH avec ses pousses.

  • Un copain toujours disponible!Pour nous aider sortir de leauPour aider remonter les blocs sur le semi-rigidePour limiter nos efforts de palmagePour sapprocher de la fauneEt pour

  • relever des objets lourds tombs au fond! laide dun parachute vous devez relever une ancre dun volume de 4 dm3 et une densit de 8 pose sur un fond de 20 m. Densit de leau : 1 Quel est le poids apparent de lancre? Combien dair faut-il insuffler dans le parachute pour que lancre soit en flottabilit neutre? quelle quantit dair quivalent surface cela correspond-il? Si vous avez une bouteille de 12 L, de combien de bars va baisser votre manomtre?

  • Liens utilesAssistance 24h/24h : daillie@club-internet.fr

  • BibliographiePlonger en scurit Avanzi, Galley & Hritier ed.GrndNouvelle plonge subquatique Molle & Rey ed.AmphoraLa plonge sous-marine Foster ed. EDP SciencesLe tour de la plonge en 80 problmes Aubert & Jonville (ed.)Plonger Plaisir exercices N4,5 et monitorats Foret ed.Gap