Les fluides compressible et incompressibles

Fluide imcompressible

Un fluide incompressible est un fluide dont on ne peut changer le volume, c'est-à-dire qu'on ne peut pas le comprimer dans un espace plus restreint. La totalité des liquides sont imcompressibles (eau, sang, huile, mercure, ...).

Dans cette image, si je ferme l'orifice de la seringue avec mon doigt et que j'essaie de pousser pour comprimer l'eau, l'eau ne se comprimera pas ou elle essaiera de sortir par l'orifice.


Dans un fluide incompressible, on remarque que la pression varie selon deux facteurs :

  • La pression exercée provient de la masse du fluide qui se trouve au-dessus de l'objet. Ainsi, plus il y a de liquide au-dessus d'un objet, plus la pression est grande.

La pression exercée sur le plongeur sera plus grande à 125m qu'à 50m. Cette augmentation de pression peut se voir sur les poumons, car elle force le plongeur à fournir une énergie supplémentaire pour inspirer.

  • L'autre facteur à considérer dans la pression d'un fluide incompressible est sa masse volumique.  Plus la masse volumique est grande, plus la pression exercée sur un objet à l'intérieur de ce fluide le sera aussi.

Deux ballon remplis d'air et immergés, un dans l'eau et l'autre dans l'huile, à la même profondeur vont être comprimés différemment à cause de la masse volumique de ces deux fluides.


Dans ce cas-ci la masse volumique de l'huile étant plus faible que l'eau, le ballon y sera donc moins comprimé.

Fluide compressible

Un fluide compressible est un fluide dont on peut changer le volume, c'est-à-dire qu'on peut le comprimer dans un espace plus restreint. La totalité des gaz sont compressibles (air, oxygène, hydrogène, azote, ...).
La pression d'un gaz dépend du nombre de collisions des particules du fluide entre elles et avec le récipient. Ainsi, plus le nombre de collisions est grand, plus la pression est grande.

Les facteurs qui influencent le nombre de collisions et donc la pression sont:

  • le nombre de particules dans le fluide : un nombre plus grand de particules signifie plus de collision, donc une plus grande pression;

  • le volume du fluide : plus le volume est petit, plus il y a de collision donc plus la pression est grande;

  • la température : si la température augmente, cela veut dire que l'énergie des particules est plus grande, donc elles se déplacent plus vite ce qui augmente le nombre de collisions et par le fait même la pression.

Relation entre pression et volume dans un fluide compressible

Dans un fluide compressible, la pression est inversement proportionelle au volume.

||p\alpha\frac{1}{V}||

Donc si une variable augmente (soit la pression ou le volume), nécessairement l'autre diminue.

Dans une pompe à bicyclette, si le volume est grand, la pression sera faible. Cependant, si je comprime le piston, le volume diminue et donc la pression augmente.

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse