Thermomètre à gaz parfait
• Un volume d'air enfermé dans un tube gradué est stabilisé en
température à l'aide d'un thermostat.
Le volume d'air, réglable initialement avec un robinet ouvrant sur
l'extérieur, est délimité par la surface du mercure au dessus d'un
tube en U souple rempli de mercure, terminé à l'autre extrémité par
un tube mobile gradué (afin de repérer le niveau de mercure) ouvert
sur l'extérieur.
Le déplacement du tube mobile permet à la fois de réajuster le
volume d'air (pour rester à volume constant quand on change la
température ; remonter le tube comprime l'air et diminue son volume)
et de mesurer la pression (par la dénivellation du mercure).
• Pour une dizaine de températures régulièrement réparties entre la
température ambiante initiale ( 18 °C ) et la température limite ( ≈
90 °C ) on contrôle le volume et on mesure la pression
correspondante.
Il faut limiter la température car l'air est au contact du mercure
donc ce dernier s'échauffe aussi plus ou moins ; il faut que la
pression partielle de vapeur de mercure dans le volume d'air étudié
reste négligeable.
◊ remarque : compte tenu de la toxicité des vapeurs de mercure, ce
dispositif a été abandonné depuis plusieurs décennies dans le
système éducatif.
• Les mesures montrent une augmentation de pression proportionnelle
à la température ; le prolongement (bien que très lointain ! )
jusqu'à une pression nulle donne un zéro de l'échelle Kelvin à -262
± 10 °C . Les mesures sont parfaitement compatibles si on
impose au modèle de passer par -273 °C .
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