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La loi de Boyle-Mariotte (Sciences & Techniques)

Publié le 22/02/2012

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Au XVIIe siècle, les savants établirent que l'air est un gaz pesant et compressible doté d'une force élastique : la pression. Robert Boyle, en Angleterre, et l'abbé Mariotte, en France, découvrirent une relation simple entre volume et pression d'un gaz : la loi de Boyle-Mariotte. L'air qui nous entoure, invisible mais matériel comme l'attestent son poids et le souffle du vent, a constitué une passionnante intrigue pour les chercheurs à travers les âges. Dès l'Antiquité, des philosophes comme Aristote (384 - 322 av J.-C.) se demandaient jusqu'où s'étendait cette chape invisible.Le penseur grec postula que le globe terrestre était recouvert d'un globe d'eau (les océans), puis d'un globe d'air (l'atmosphère). Pour circonscrire ce dernier, Aristote lui superposait un quatrième globe - de feu - emballé dans un cinquième globe infini d'éther. Ce concept de couches superposées, cher à Aristote, donnait à l'air des limites bien précises, ainsi qu'une grande uniformité se prêtant peu à l'analyse et à la discussion. Mais des inventions pratiques comme le piston et la pompe à eau, dès le Moyen Âge, allaient ouvrir la voie à de nouvelles recherches sur la nature de l'air et déboucher sur de grandes découvertes.

« chimique.

Dans ses études sur la combustion, et notamment sur l'absence de combustion dans le vide, il posa, entreautres, les premiers jalons qui devaient mener à la de la découverte de l'oxygène. La loi de Mariotte La loi de compressibilité des gaz entrevue par Boyle fut développée à la même époque par un Français, l'abbé EdmeMariotte (1620 - 1684).

Celui-ci nota alors le changement de volume d'un gaz en réponse à une force ou à un poidsdonné.

Dans son Discours sur la nature de l'air , publié en 1676, Mariotte énonça en outre que l'air a une "vertu de ressort", proportionnellement au "poids dont l'air est chargé".

Ainsi naquit le concept de pression. En hommage aux deux chercheurs anglais et français, la loi de compressibilité des gaz est appelée loi de Boyle-Mariotte : pour une masse donnée de gaz à température constante, la pression et le volume sont inversementproportionnels.

Cette loi a de grandes répercussions en physique, en chimie et dans la vie courante.

Les plongeurs,par exemple, savent qu'en remontant à la surface, les bulles d'air dans leurs poumons prennent du volume à mesureque la pression de l'eau diminue.

Ils prennent donc soin d'expirer cet air avant que son volume croissant n'étiredangereusement et douloureusement les poumons. De même, la loi de Boyle-Mariotte explique la croissance des bulles de champagne lorsque l'on débouche unebouteille : la surpression dans le goulot ayant été libérée, le volume des bulles croît proportionnellement. Robert Boyle 1627-1691 Né près de Cork en Irlande, quatorzième les quinze enfants du Grand Comte de Cork.

Boyle était un anglican ardent,il allait un caractère mélancolique ; il resta célibataire.

Il s'occupa surtout de physique, mais il étudia aussi leslangues orientales et traduisit la Bible.

C'est avec une machine pneumatique à robinet construite en 1657, perfectionnée ensuite par le plateau et le double corps de pompe, que Boyle a fait ses expériences sur l' élasticité de l'air et ses effets , 1659, en réponse aux objections de Franciscus Linus de Liège, et qu'il trouva en 1661 les éléments de la loi de compressibilité des gaz sans la mettre en évidence.

Il cherche, mais avec une très grossière approximation, à déterminer a densité de l'air, et assez exactement celle du mercure ; il observe, pour la premièrefois, l'abaissement de la température d'ébullition dans le vide, il découvre l'évaporation de la glace, il fabrique unbaroscope , 1666, plus sensible que celui d'Otto de Guericke.

En 1665 et 1685, il publie des expériences sur le froid et trouve le mélange réfrigérant à base de neige et de sel ammoniac.

Il constate que le vide n'empêche pas lefrottement de dégager de la chaleur, ni les attractions électriques de se produire.

Il donne l'explication du paradoxehydrostatique. Edme Mariotte 1620-1684 Né à Dijon, abbé, professeur à Saint-Martin-sous-Beaune, puis prieur.

S'est surtout occupé des fluides, mais ausside la lumière, de mécanique, de météorologie, d'histoire naturelle.

C'est dans l'Essai sur la nature de l'air, 1679,qu'est clairement exposée la loi sur la compressibilité des gaz, à laquelle on a donné son nom.

Dans l'Essai du chaudet du froid, 1679, Mariotte observe l'augmentation du volume dans la congélation de l'eau.

Le Traité du mouvementdes eaux et autres corps fluides (publié en 1686, après sa mort), donne le résultat de recherches sur les ajustagesqui confirment la loi de Torricelli, mais montrent en outre la perte de charge par frottement, ainsi que la résistancedes tuyaux de conduite.

Le vase de Mariotte destiné à démontrer la pression de l'air, donne un écoulement àpression constante.

En mécanique, Mariotte a inventé en 1677, une machine à percussion montrant l'action du chocd'une bille d'ivoire contre une file de billes semblables, il a trouvé la proportionnalité entre les tensions et lesallongements.

En optique, l'essai sur la nature des couleurs, 1681, donne une théorie satisfaisante des grands halos,Mariotte montre aussi l'influence du verre sur les rayons calorifiques, et réalise un miroir ardent en glace.. »

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