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Vérification de la loi de Charles

À pression constante, chauffez le gaz et relevez des couples (T, V). Le rapport V/T doit rester constant ; le résultat est la moyenne des valeurs de V/T.

Collège–lycée· 20 min·Simulation voisine: ThermodynamiqueLois des gaz

Objectif

Estimer nR/p comme moyenne des rapports V/T lors d’un chauffage isobare.

Matériel

  • Cylindre à piston
  • Chauffage
  • Thermomètre et échelle de volume

Expérience

Théorie

Loi de Charles : à pression constante, V/T = nR/p = const. Pour un gaz parfait, V = nRT/p, donc les points (T, V) s’alignent sur une droite passant par l’origine en échelle absolue.

Mode opératoire

  1. Réglez le chauffage à pression constante (le piston se déplace librement). Relevez la température T et le volume V.
  2. Recommencez pour au moins 6 températures différentes, réparties uniformément sur l’intervalle.
  3. Le tableau calcule V/T. Le résultat est la moyenne de la colonne V/T.
  4. Comparez la moyenne au nR/p de référence et formulez la conclusion.

Conclusion

Le rapport V/T moyen s’accorde avec la pression fixée du modèle. Principales incertitudes : lecture de T et de V, et idéalisation d’une transformation strictement isobare.