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Fiche résumé — Pression et force pressante

Chapitre 7 | 1ère Bac Pro | Physique-Chimie

1. Pression et force pressante

\(P = \dfrac{F}{S}\)
  • \(P\) : pression en pascal (Pa)
  • \(F\) : force pressante en newton (N)
  • \(S\) : surface pressée en m²

Trois formules : \(P = \dfrac{F}{S}\)   \(F = P \times S\)   \(S = \dfrac{F}{P}\)

Piège : La surface doit toujours être en m². Conversion : \(1 \text{ cm}^2 = 10^{-4} \text{ m}^2\).

2. Unités de pression

1 bar= 105 Pa = 100 000 Pa
1 atm= 101 325 Pa
1 hPa= 100 Pa
1 mbar= 100 Pa = 1 hPa
Astuce : En chauffage, on travaille en bar. Pour convertir : multiplier par 105 pour passer en Pa.

3. Pression atmosphérique

\(P_{\text{atm}} \approx 1{,}013 \times 10^5 \text{ Pa} = 1\,013 \text{ hPa} \approx 1 \text{ bar}\)

La pression atmosphérique diminue avec l'altitude.

\(P_{\text{absolue}} = P_{\text{relative}} + P_{\text{atm}}\)
Piège : Le manomètre de la chaudière affiche une pression relative. La pression absolue est plus élevée (+ 1 bar environ).

4. Mesure de la pression

Un manomètre mesure la pression d'un fluide dans un circuit.

  • Manomètre à cadran (tube de Bourdon)
  • Manomètre numérique (capteur électronique)
  • Manomètre différentiel (écart entre deux points)

Principe de Pascal : dans un fluide au repos, la pression est la même en tout point situé à la même altitude.

Astuce : Zone verte du cadran = fonctionnement normal (1 à 2 bar à froid). Zone rouge = surpression.

5. Loi de Boyle-Mariotte

\(P_1 \times V_1 = P_2 \times V_2\)
(à température constante)
  • Si \(P\) augmente, \(V\) diminue (et inversement)
  • \(V_2 = \dfrac{P_1 \times V_1}{P_2}\)
  • \(P_2 = \dfrac{P_1 \times V_1}{V_2}\)
Piège : Les unités doivent être homogènes des deux côtés (même unité de pression, même unité de volume).

6. Application : le vase d'expansion

Le vase d'expansion absorbe la dilatation de l'eau du circuit grâce à une poche de gaz compressible.

Exemple : gaz à \(V_1 = 8\) L sous \(P_1 = 1\) bar. Après mise en pression à \(P_2 = 1{,}5\) bar :

\(V_2 = \dfrac{1 \times 8}{1{,}5} \approx 5{,}3 \text{ L}\)

Le gaz perd 2,7 L : c'est le volume d'eau de dilatation absorbé.

Astuce : La loi de Boyle-Mariotte s'applique car la température du gaz dans le vase varie peu.

Résumé express — Méthode type

1 Identifier les grandeurs connues : \(P\), \(F\), \(S\), \(V\)
2 Convertir les unités : surface en m², pression en Pa ou en bar (cohérence)
3 Appliquer la formule adaptée : \(P = F/S\) ou \(P_1 V_1 = P_2 V_2\)
4 Vérifier la cohérence du résultat (ordre de grandeur)
5 Exprimer le résultat avec l'unité adaptée au contexte (bar en chauffage, Pa en physique)
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