Animation: spectre lumineux et prisme optique

Physique, optique 0 commentaire »

Et voilà comme promis le lien vers l’animation sur le prisme optique. On peut visualiser le spectre d’une lampe spectral ou d’une lumière blanche, en plus de la source monochromatique…

Cliquez sur l’image pour ouvrir l’animation dans une nouvelle fenêtre!

animation_prisme

Tags : ,

Vidéo: expériences en micropesanteur dans l’Airbus ZERO-G

Physique, Science amusante, Vidéos, mécanique 0 commentaire »

Dans l’Airbus Zero-G, il est possible de faire des expériences (courtes!) en micro-pesanteur, et étudier ainsi l’influence de l’absence de pesanteur sur certains phénomènes physiques.

a300_zero-g

Les élèves du Lycée Montaigne à Mulhouse ont déposé un projet au CNES et testé leurs expériences dans l’airbus ZERO-G.
La vidéo que je vous ai montrée en classe est visible en cliquant sur le lien suivant:

http://www.gmon.fr/zeroG/film.html

La première partie explique comment obtenir l’état de micropesanteur, puis on peut voir les expériences réalisées (dont le pendule simple…).

Tags : , , ,

Animation: pendule pesant

Animations, Physique, mécanique 0 commentaire »

En cliquant sur la figure ci-dessous, vous trouverez un lien vers l’animation que je vous ai montrée en cours sur le pendule pesant.

L’animation est issue du site de Geneviève Tulloue à l’université de Nantes: une mine d’animations pour la physique, avec une richesse particulière dans les domaines de la mécanique et de l’optique.

Pour l’animation du pendule pesant:

Le paramètre à modifier pour faire varier l’amortissement est λ.
La position et la vitesse initiale sont notées respectivement θ0 et θ’0.
On fait varier la période propre du pendule en jouant sur la pulsation ω = 2π/T0

pendule_pesant

Bonnes simulations!

Tags : , ,

Comment bien apprendre son cours?

Méthodologie 0 commentaire »

Il faut comprendre quelques caractéristiques de la mémoire pour adopter une bonne méthodologie d’apprentissage.

On entend souvent parler de mémoire auditive et mémoire visuelle; ces concepts ne font plus partie de la théorie moderne de la mémoire, car on s’est rendu compte que la vue et l’ouïe ne sont que des moyens d’accès à des mémoires plus importantes (à plus long terme). Les choses vues et entendues ne restent que peu de temps dans la mémoire de travail. En revanche, l’accès à l’information par ces sens est bien sûr indispensable pour construire les mémoires à long terme.

Premier réflexe fondamental:
apprendre les définitions et le vocabulaire (par coeur)

Dans la théorie actuelle, la mémoire est constituée d’une mémoire lexicale (mémoire des mots, c’est la richesse du vocabulaire) et d’une mémoire sémantique (mémoire des idées). La mémoire des idées est la mémoire qui est utilisée sur le plus long terme: après des mois ou des années, on peut toujours raconter un événement, sans se souvenir des mots précis qui ont été dits.

Ces deux mémoires sont liées: un vocabulaire précis aide à fixer les idées, et à les retenir avec plus de précision. Essayez donc d’expliquer les lois de Kirchhoff sans parler de noeud et de maille!

Il est indispensable d’apprendre par coeur certaines définitions et théorèmes, cela vous aidera à mieux comprendre et à mieux retenir les idées: on apprend mieux en comprenant.

Deuxième réflexe fondamental:
revenir de nombreuses fois (et de plusieurs manières) sur une même notion

On dit que la mémoire est épisodique: une notion n’est bien ancrée que lorsqu’elle a été vue plusieurs fois sous plusieurs formes différentes (cours, définitions, exemples, applications, exercices, TP, … ). A chaque fois que vous rencontrez la notion, une nouvelle “facette” de cette notion se construit dans votre mémoire, et vous améliorez l’idée globale que vous en avez.

La première fois se fait bien sûr en cours par l’écoute et la prise de notes (sans écouter on perd déjà de l’efficacité).
Ce premier accès à la notion doit être complété par la relecture de vos cours, à plusieurs reprises et

  • en vous posant des questions: est-ce que je comprends bien le sens de chaque phrase?
  • avec un stylo: on peut comprendre une démonstration en la lisant mais il est démontré qu’on apprend mieux en écrivant.
  • en lisant à haute voix si cela vous aide (ou en le disant dans votre tête)
  • en faisant des fiches si vous en ressentez le besoin
  • en prenant la “feuille de connaissances et de compétences du chapitre”: point par point, écrivez sur une feuille à part les définitions, théorèmes, formules à connaître et comparez ensuite avec le cours!

Troisième réflexe fondamental:
quand on travaille, on se concentre!

Cela paraît une évidence, mais si vous pensez à vos activités du week-end à venir, vous serez moins efficace. Il est aussi prouvé que la mémoire fonctionne mieux si votre environnement sonore est peu riche en mots (musique sans paroles, éviter d’écouter des chansons). Un bruit de fond d’aspirateur (pas trop fort quand même!) gêne moins la mémoire qu’une chanson ou une conversation.

Maintenant… à vous de faire évoluer vos pratiques pour gagner en efficacité!

Source: formation continue “Aménager des séances efficaces” – IUFM Toulouse

Tags :

Golden Gate Bridge

culture scientifique, mécanique 0 commentaire »

Le Golden Gate Bridge (le Pont de la Porte d’Or) est le pont qui relie la ville de San Francisco au comté de Marin, au Nord de la ville, et est facilement reconnaissable à sa couleur “Orange International”. La partie suspendue est longue de 1 966 m, pour une longueur totale de 2 737 m. Du pont, on se trouve avec d’un côté la baie de San Francisco, et de l’autre l’océan Pacifique. Sa traversée à pied, à vélo ou en voiture vaut vraiment la peine, que ce soit en direction du comté de Marin et la petite ville de Sausalito, ou au retour pour profiter de la vue sur la ville de San Francisco.

Golden Gate Bridge

Le point le plus haut du pont culmine à 227 m de haut, et le tablier se trouve 67 m au-dessus de la mer. Deux câbles de 92 cm de diamètre sont ancrés de part et d’autre du pont et en haut des deux tours. Des câbles verticaux y sont suspendus et soutiennent le tablier. Chaque câble ne compte pas moins de 25 572 fils d’acier.

coupe d\'un cable soutenant le golden gateLa construction de ce célèbre pont a débuté le 5 janvier 1933, et il a été inauguré un peu plus de quatre ans plus tard, en mai 1937.

Un mois avant l’inauguration, une cérémonie a été organisée pour la pose du dernier rivet, qui devait être symboliquement en or massif.  L’or pur est malléable! C’est d’ailleurs pourquoi on parle d’or à x millièmes (750 millièmes par exemple): il s’agit non pas d’or pur mais d’un alliage contenant x millièmes d’or.
La légende dit donc que la pose s’est révélée impossible, et que le rivet s’est écrasé sous le marteau. Le rivet en or aurait donc été remplacé par un rivet standard en acier, moins glamour mais plus fiable!

Risque météorologique

Les ponts suspendus peuvent être détruits sous certaines conditions météorologiques.
Exceptons les dégâts dus à la corrosion, l’entretien régulier des ponts doit permettre d’écarter un risque d’effondrement dû à cette cause.
Tacoma Narrows BridgeEn revanche, le vent combiné au phénomène de résonance mécanique peut occasionner des déformations trop importantes et la rupture du pont. Ce fut le cas du Tacoma Narrows Bridge en 1940. Le vent constant de 42 miles par heure (environ 68 km/h) a suffi à générer et à entretenir les vibrations du pont à la fréquence de résonance. Après une heure de vibrations en torsion, le pont a fini par s’écrouler.

Risque sismique

L’une des menaces qui pèse sur le Golden Gate Bridge est le risque sismique. La ville de San Francisco se trouve entre les failles de San Andreas et de Hayward. Elle a déjà subi plusieurs tremblements de terre de magnitude importante, dont le tremblement de terre de 1906 (magnitude 7,9 sur l’échelle de Richter) qui a occasionné l’incendie d’une grande partie de la ville, et le tremblement de terre de 1989 (magnitude de 6,9 sur l’échelle de Richter), au cours duquel une partie du Bay Bridge, autre pont suspendu de la ville, s’est écroulée.

Selon les spécialistes, San Francisco risque d’être soumise, dans les trente années à venir, d’un tremblement de terre de très grande ampleur, et le Golden Gate Bridge (comme les autres ponts de la ville) est soumis à un programme de rénovation en continu et d’adaptation aux normes sismiques, pour tenter d’éviter sa destruction si un tel événement se produisait. Espérons que l’entretien et les améliorations permettront au pont de survivre au prochain violent séisme.

Pour finir, une vue du pont depuis les plages côté Pacifique…

Golden Gate Bridge from Pacific

Tags : , , ,

Quelle verrerie pour quoi faire? (3eme partie: réfrigérants, montages à reflux et distillations)

chimie 0 commentaire »

Toute une gamme de réfrigérants existent et ont des utilités diverses en chimie. Ils peuvent être à air, à eau, et servir à refroidir et/ou à liquéfier des gaz… Récapitulons les différents types de réfrigérants usuels et leurs utilisations.

  • réfrigérantle tube réfrigérant: le refroidissement se fait à l’aide d’une circulation d’eau de bas en haut, il fait donc partie de la famille des réfrigérants à eau.
    Il s’installe dans les montages de distillation au-dessus du ballon, directement ou après une colonne. Le but est de liquéfier les vapeurs arrivant dans le tube et ainsi de séparer ce (ou ces) liquide(s) du reste du mélange. On récupère le liquide (eau, huile essentielle, alcool…) au bout du tube.
  • distillation simple

  • réfrigérant à boulesle réfrigérant à boules: c’est un réfrigérant à eau (alimentation en eau par le bas), mais celui-ci s’installe verticalement au-dessus du ballon. Le but n’est pas de séparer les vapeurs qui se condensent du reste du mélange réactionnel, mais au contraire d’empêcher les vapeurs de s’échapper.
    Il est très utilisé lors des synthèses organiques où certaines espèces chimiques du mélange réactionnel sont volatiles et se vaporisent au cours du chauffage. Le réfrigérant à boules permet de re-liquéfier ces vapeurs et de maintenir réactifs et produits dans le mélange réactionnel.
    Le montage d’un réfrigérant à boules sur un ballon que l’on chauffe s’appelle un montage à reflux.
  • montage à reflux

  • colonne de Vigreuxla colonne de Vigreux:contrairement aux deux réfrigérants précédents, la colonne de Vigreux n’est pas un réfrigérant à eau mais à air: le refroidissement se fait non pas grâce à une circulation d’eau, mais grâce à une importante surface de contact avec l’air de la pièce d’où les nombreuses pointes présentes sur la colonne. Différents paliers de distillation d’établissent dans la colonne au cours de cette distillation.
    Elle est utilisée lors de la réalisation d’une distillation fractionnée, au cours de laquelle différents liquides sont récupérés successivement dans l’ordre de leur température d’ébullition. Un tube réfrigérant est utilisé en sortie de la colonne de Vigreux pour liquéfier les vapeurs, et un thermomètre est adapté en haut de colonne pour repérer les différents paliers de température des gaz.
  • montage à distillation fractionnée

Tags : , , , ,

Accio, Repulso et Expulso…

Science amusante, mécanique 0 commentaire »

Dans Harry Potter, les personnages utilisent plusieurs sortilèges et enchantements pour déplacer les objets.

“Accio” permet de faire venir à soi un objet situé dans un périmètre plus ou moins limité suivant les pouvoirs du sorcier ou de la sorcière qui utilise ce sort.
“Repulso” et “Expulso” permettent au contraire d’éloigner (plus ou moins violemment) un objet de soi.

Mais, suivant les lois connues de la physique, quelles doivent être les caractéristiques de la baguette magique pour réaliser ces sortilèges?

La mécanique nous apprend qu’un objet immobile le reste tant que les forces auxquelles ils est soumis se compensent. Toute mise en mouvement d’un objet immobile est ainsi due à un déséquilibre entre les différentes forces en présence. Quelle peuvent être ici les forces responsables de la mise en mouvement?

L’action de la baguette magique se fait sans contact, les seules forces possibles sont donc les interactions à distance:

- l’interaction forte et l’interaction faible sont exclues, elles sont significatives à une échelle inférieure à la dimension du noyau de l’atome.

- l’interaction gravitationnelle est une force toujours attractive entre deux objets. Elle est proportionnelle au produit des masses, et inversement proportionnelle au carré de la distance qui sépare ces objets. La norme de cette force s’écrit
F = G*m1*m2/d²
où G est la constante gravitationnelle qui vaut G=6,6742×10-11 N·m2·kg-2 , m1 et m2 sont les masses respectives des deux corps (en kg), et d est la distance qui les sépare (en m).

- l’interaction électromagnétique est une force qui peut être soit attractive soit répulsive, et qui s’exerce entre deux objets chargés électriquement. Elle est proportionnelle au produit des charges électriques, et inversement proportionnelle au carré de la distance qui sépare ces objets. La norme de cette force s’écrit
F = k*q1*q2/d²
où k est une constante, q1 et q2 les charges électriques respectives des deux objets, et d la distance les séparant.

Examinons les deux hypothèse plausibles:

L’interaction gravaitationnelle

L’interaction gravitationnelle peut expliquer le sort “Accio”, qui permet d’attirer à soi un objet distant.

Lors du tournoi des Trois Sorciers, Harry utilise un “Accio” pour récupérer son Eclair de Feu stocké dans le château et passer l’épreuve du dragon. L’Eclair de Feu arrive à toute vitesse après environ une dizaine de seondes. Supposons que la distance soit de 200m environ, l’Eclair de Feu aura parcouru cette distance à une vitesse moyenne de 20 m/s, soit 72 km/h, ce qui n’est déjà pas si mal! Pour simplifier, supposons qu’il arrive à cette vitesse dans les mains de Harry.

Supposons que le balai atteint sa vitesse maximale au cours des 10 premiers mètres parcourus, puis voyage suivant un mouvement rectiligne uniforme. Le travail de la force nécessaire pour amener le balai à la vitesse maximale est égal à la variation d’énergie cinétique du balai au cours du déplacement.

La masse de l’Eclair de Feu n’est pas précisée dans le livre, mais pour obtenir un ordre de grandeur, nous pouvons comparer avec le vélo le plus léger du monde qui a une masse d’environ 3,6 kg. Nous ne doutons pas que les sorciers aient des matériaux au moins aussi performants, mais le volume du balai est nettement moindre que celui d’un vélo. Je propose donc de choisir une masse de 500g pour l’Eclair de Feu, qui est tout de même le meilleur balai du monde d’Harry Potter!

La variation d’énergie cinétique au cours du déplacement est de 1/2 m v², soit 25 J.

Le calcul du travail de l’interaction gravitationnelle sur les dix premiers mètres s’exprime comme suit:
W = G*m1*m2*(1/190-1/200).
[On a effectué le calcul F = ∫f.dl entre les positions initiales et "finale" du balai.]

A partir de là, lorsqu’on écrit W = 25J, et que l’on calcule la masse correspondante de la baguette, on trouve m2 = 2,8. 1015 kg.

Hum, elle est lourde la baguette! Vu sa dimension (une vingtaine de cm pour une section de moins de 1cm3), elle est fait d’un matériau de densité de 1,4 1020 kg/m3, soit proche de la densité d’une étoile à neutrons!
De plus, une telle baguette attirerait à elle non seulement le balai, mais tous les objets environnants!

Il doit y avoir une autre explication, d’autant plus que cette hypothèse ne permet que d’expliquer les “Accio” et en aucun cas les “Expulso” et “Repulso”.

L’interaction électromagnétique
L’avantage de cette hypothèse est qu’elle permettrait d’expliquer à la fois les “Accio” et les “Expulso”/”Repulso”, cette interaction pouvant donner lieu à des forces attractives et répulsives.

Cependant, il est nécessaire pour qu’elle existe que les objets visés par le sort soient chargés. Cela reste imaginable, ce qui l’est moins est que la baguette ou l’objet visé devrait pouvoir changer de signe de charge “à la demande”.

Ce devrait être la baguette, de toute évidence…
Et même dans ce cas, on s’apercevrait en effectuant le calcul que les charges mises en jeu seraient énormes!

Une conclusion s’impose
Le monde de Harry Potter doit être gouverné par des lois physiques un peu différentes des nôtres… et au moins une interaction fondamentale supplémentaire!

Tags : , ,

Réussir un bilan des forces

mécanique 0 commentaire »

En mécanique, réussir le bilan des forces est capital dans la plupart des problèmes. Cette étape peut effrayer les élèves, qui ont parfois l’impression que des forces “sortent du chapeau”.

Et pourtant, la méthode pour le réussir est relativement simple et peut se résumer à deux étapes:

  1. lister toutes les forces qui s’exercent sur le système étudié;
  2. tenir compte des indications de l’énoncé pour simplifier le bilan des forces, autrement dit “ne pas se fatiguer pour rien”.

Bilan des forces - carte heuristique

Bon, c’est vite dit, mais vous avez compris le principe. Maintenant, voyons comment réaliser ces deux étapes (détails organisés visuellement dans la carte heuristique ci-dessus).
La méthode suivante s’applique à l’étude des systèmes en référentiel galiléen.

Etape 1: lister les forces

Il est possible de classer les forces en deux groupes: les forces qui s’exercent sans contact (”forces à distance”) et les forces qui s’exercent par contact (avec un solide, un liquide ou un gaz).

Dès lors, lorsqu’on cherche les forces qui s’exercent sur un système, il suffit de passer en revue les forces groupe par groupe:

Forces qui s’exercent sans contact: au lycée, elles sont au nombre de deux (pas plus!)

  • la force de pesanteur (appelé poids à la surface d’un astre) qui provient de l’interaction gravitationnelle;
  • la force électrique qui provient de l’interaction du même nom (loi de Coulomb).

Forces qui s’exercent avec contact: là c’est simple, il suffit de passer en revue tout ce qui est en contact!

  • Contact avec le sol/support ?  La force se décompose en deux parties: la réaction “normale” du support (souvent notée Rn, orthogonale au support), et la réaction tangentielle aussi appelée force de frottement avec le support (notée Rt ou f, elle s’oppose localement au mouvement au point de contact);
  • Contact avec un fluide (air, eau ou autre)? Penser à la force de frottement fluide, de sens opposé au déplacement;
  • Contact avec un fluide (air, eau ou autre)? Penser à la poussée d’Archimède;
  • Contact avec une/des corde(s)? Penser à la tension de la/des  corde(s);
  • Contact avec un ressort? Penser à la force de rappel exercée par le ressort;
  • Contact avec une main / une raquette / une bille etc? Lister la force due au contact avec ces objets;
  • la liste n’est pas exhaustive, bien lire l’énoncé aide à ne pas en oublier…

Remarquez bien que les forces qui s’exercent sans contact sont très limitées. Toutes les autres forces existent par contact. Il est donc hors de question d’imaginer une force due à un objet (par exemple une main…) qui n’est pas en contact avec le système étudié; la baguette magique pour faire bouger les objets, c’est dans Harry Potter, pas en mécanique!

Etape 2: simplifier la liste des forces

Si l’on s’en tient à la liste complète des forces qui s’exercent sur un système, un exercice peut vite devenir complexe à résoudre.
Or certaines forces peuvent jouer un rôle négligeable, au quel cas on les élimine du bilan pour faciliter la résolution. Comme elles sont négligeables, le résultat obtenu sera tout de même proche de la réalité.

Mais comment savoir quelles forces négliger ?

Pas de panique, l’énoncé du problème vous donne (la plupart du temps) toutes les indications nécessaires. Quelques exemples:

  • ” les frottements avec le sol sont négligeables”: il n’y a donc pas de réaction tangentielle du support, la réaction du support est perpendiculaire au support;
  • ” on négligera les frottements de l’air”: de même, on néglige la force de frottements due à l’air;
  • ” la force de frottement fluide s’écrit…”: il faut tenir compte de la force de frottement fluide dans l’air, la glycérine ou tout autre fluide impliqué dans le problème;
  • “la bille chute dans la glycérine de masse volumique …”: tiens, on nous fournit la masse volumique, c’est certainement que la poussé d’Archimède n’est pas négligeable;
  • l’énoncé ne fournit pas la masse volumique du fluide environnant le système: il est impossible de calculer la poussée d’Archimède, donc on la néglige.

Parfois, en plus des indications sur les forces à négliger (ou pas), l’énoncé donne des indications sur une direction à privilégier pour la résolution. Alors, seules les forces ayant une composante suivant cette direction privilégiée vont avoir une importance pour la résolution. Mais alors, mieux vaut préciser “Forces en présence ayant une composante suivant l’axe …” pour ne pas en oublier dans une question ultérieure!

  • “le mobile a un mouvement rectiligne suivant l’axe …”: les composantes des forces sur les autres axes importent peu pour déterminer la vitesse du mobile!
  • “Dans le plan …, le mobile”: toutes les composantes suivant l’axe orthogonal à ce plan risquent d’avoir peu d’importance pour la résolution du problème…

Pour résumer

Souvent, l’étape 2 se fait en même temps que l’étape 1, simplement en omettant de lister les forces que l’on néglige.

A mon avis, mieux vaut faire la liste la plus complète possible au départ, et préciser “négligeable” à côté des forces qui le sont. On garde ainsi en tête tous les éléments, et une force négligeable sur un problème donné n’aura pas l’air de “sortir du chapeau” une fois suivante!

Tags : , ,

Horloges et problème de la Longitude: la vie de John Harrison

culture scientifique 0 commentaire »

John Harrison (1693-1776) Je suis en train de lire Longitude de Dava Sobel (éditions Points Sciences).

C’est l’histoire d’un horloger de génie, John Harrison (1693-1776), qui a résolu le problème de la longitude au XVIIIe siècle.

L’un des plus grand problèmes scientifiques de l’époque était de trouver une solution pour déterminer la longitude en mer.

En effet, la détermination de la latitude est aisée par la mesure de la hauteur du soleil dans le ciel à midi.
Mais pour la longitude, le problème est autrement plus complexe: la position du soleil au cours de la journée ne permet pas de déterminer cette indication. Calculer la longitude revient en fait à déterminer le “décalage horaire”, soit le temps séparant midi à l’endroit où l’on se trouve de midi en un point fixé, par exemple le port de départ.

Horloge marine de Harrison H-1 La méthode la plus évidente de nos jours est d’utiliser deux montres: une réglée sur l’heure du port de départ, et l’autre que l’on remet à l’heure chaque jour à midi. C’est ce qu’on appelle la “méthode horaire”.
Le problème est que les horloges de l’époque ne se comportaient pas bien en mer: en raison des différences de température, d’humidité et des perpétuels mouvements auxquels elles étaient soumises, les horloges tantôt accéléraient, tantôt ralentissaient. Le manque de précision dans la détermination de la longitude causait de nombreux naufrages sur les côtes, les navires se trouvant là où ils ne croyaient pas être.

Horloge marine de Harrison H-2La Loi de Longitude établit en 1714 un prix de 20 000 livres (l’équivalent de millions d’euros actuels) pour qui trouverait une précise et utile permettant de déterminer la longitude à un demi-degré près (soit environ 30 miles marins, soit environ 55 km à l’équateur). Cela paraît une distance importante, ce qui donne une idée de l’état de la navigation à l’époque. Un Conseil de Longitude, constitué de savants, fut désigné comme jury du prix.

Hrologe marine de Harrison H-3Harrison, artisan horloger autodidacte alors inconnu, s’est lancé par passion dans la fabrication d’une, puis de plusieurs horloges permettant de résoudre ce problème. Pour remporter le prix, il fallait produire une horloge qui ne gagne ni ne perde plus de trois secondes par jour, quand les  horloges de l’époque avançaient ou reculaient facilement de plusieurs minutes!
Il s’est heurté aux astronomes, tenants de la méthode des “lunaires”, qui voulaient au contraire mesurer la longitude par observation des cieux. Il a passé des années de sa vie à la fabrication de ses horloges, qui l’ont mené au bout du monde.
Chronomètre de marine de Harrison H-4Mais il a fini par obtenir gain de cause en 1773, à l’âge de 80 ans, grâce à son chronomètre de marine (H-4, photo ci-contre).
Ses horloges sont encore aujourd’hui des joyaux d’ingénierie horlogère! Elles sont visibles à Londres à l’Observatoire de Greenwich (http://www.nmm.ac.uk/harrison).

Pour ceux qui s’intéressent à l’histoire des sciences, à la mécanique, aux grandes expéditions scientifiques (le capitaine Cook a utilisé les horloges de Harrison pour ses voyages),  ou qui sont simplement curieux, je vous recommande cette lecture!

Note: toutes les photos de cette page sont sujettes à copyright. Un grand merci au National Marine Museum et Observatoire de Greenwich pour en avoir autorisé la publication sur ce blog. All pictures in this page are subject to copyright. Thank you to the National Marine Museum and the Greenwich Observatory for giving me the authorization to publish them on this blog.

Tags : , ,

Quelle verrerie pour quoi faire? (2eme partie: la verrerie de précision)

chimie 0 commentaire »

Une certain nombre d’ustensiles de verrerie de précision permettent de prélever, préparer ou délivrer un volume précis de liquide.

  • fiole jaugéela fiole jaugée: elle est utilisée pour préparer un volume précis de solution, par dissolution d’un solide ou par dilution. Le volume d’une fiole est fixé.
    Il existe une large gamme de volumes, du mL à plusieurs litres.
    Le volume de la fiole est indiqué dessus, ainsi que la précision associée (en mL). Il existe des fioles jaugées de catégorie A et B, les fioles de catégorie A étant plus précises que celles de catégorie B..
    Pour compléter, attention à bien placer son oeil face au trait de jauge (pour éviter toute erreur de parallaxe), et à ajouter le solvant jusqu’à ce que le bas du ménisque soit au niveau du trait.Il existe différents types de fioles, “In” (le volume garanti est le volume contenu dans la fiole) et “Out” (le volume garanti est le volume délivré par la fiole).
    Les fioles jaugées couramment utilisées sont “In” car le volume garanti est le volume contenu dans la fiole: lorsqu’on complète au trait de jauge, on a le volume indiqué dans la fiole; mais si l’on transvase, quelques gouttes restent dans la fiole et le volume sortant est ainsi plus faible. Si on souhaite réaliser un dosage de l’ensemble du contenu de la fiole, il est ainsi important de rincer à l’eau distiller et d’ajouter cette eau de rinçage au liquide à doser.
  • pipette graduéela pipette graduée: une pipette graduée permet de prélever un volume variable de solution. Les graduations permettent de prélever tout volume compris entre 0 mL et le volume correspondant à la graduation maximum. Elle s’utilise à l’aide d’une propipette ou poire à pipeter.
    Les pipettes graduées sont de classe A ou B, la classe ainsi que la précision (en mL) sont indiquées sur la pipette.
    Lors du prélèvement, il faut placer l’œil au niveau de la graduation à atteindre et ajuster le bas du ménisque à la graduation (voir schéma ci-dessus).
    Lorsque l’on délivre le volume, il est important de placer l’orifice de la pipette au contact du récipient (souvent un bécher ou un erlenmeyer), pour éviter qu’une goutte ne reste “suspendue” à la pipette. En procédant de la sorte, même en la vidant au maximum, il reste un peu de liquide dans la pipette: pas de souci, ce volume est prévu, c’est donc normal!
    Il existe des pipettes “In” et “Out”. La plupart des pipettes sont “Out”, le volume sortant est égal au volume indiqué par la graduation au cours du prélèvement.

    • les pipettes jaugées: une pipette jaugée permet de prélever un volume fixe de solution. Elles existent pour des volumes fixes allant de 0,1 mL à 200mL.
      Une pipette jaugée est plus précise qu’une pipette graduée.
      Comme pour les pipettes graduées et les fioles jaugées, la précision varie en fonction de la classe indiquée.
      Il existe deux types de pipettes jaugées:

      - pipette jaugée à un traitles pipettes jaugées à un trait : on prélève le liquide en ajustant comme précédemment le bas du ménisque au niveau du trait de jauge.
      On vide ensuite la pipette totalement, en établissant un contact entre la pipette et le récipient.
      La dernière goutte ne doit pas rester pendante en bas de la pipette, en revanche la faible quantité de liquide qui reste à l’intérieur de la pipette est prévue. Ne pas tenter de le faire descendre!
      -
      pipette jaugée à deux traitsles pipettes jaugées à deux traits (les plus précises): le volume indiqué sur la pipette correspond au volume entre les deux traits de jauge.
      Comment l’utiliser?
      On prélève le liquide en ajustant comme précédemment au trait de jauge supérieur
      On vide ensuite la pipette jusqu’au trait de jauge inférieur, toujours en ajustant le bas du ménisque au trait de jauge et toujours en plaçant l’œil au niveau du trait de jauge.
      Attention!
      Il faut être soigneux au cours de la manipulation car il n’y a pas de deuxième chance! Si vous dépassez le trait de jauge inférieur, il n’y a plus moyen de rectifier et le volume versé sera erroné!

  • burettela burette graduée: c’est un tube gradué équipé d’un robinet. Elle sert à délivrer un volume impossible à déterminer par avance, inférieur à la capacité maximale de la burette (qui varie de 5 mL à 100mL).
    La lecture des volumes se fait comme précédemment, toujours avec le bas du ménisque au niveau de la graduation. Si la burette est équipée d’une bande photophore (”trait” de couleur le long de la burette), le volume se lit à l’endroit ou, déformé par l’interface liquide-air, la bande semble former une pointe.
    Comment utiliser la burette?
    Avant utilisation, on la rince avec le liquide qui la remplira. On remplit alors la burette. Si une bulle d’air est coincée en bas de la burette, actionner rapidement le robinet pour l’évacuer. Après cette vérification, ajuster au zéro (graduation la plus haute).
    Pour verser le liquide, on actionne le robinet en le fermant de temps à autre pour laisser le temps au liquide de descendre le long des parois de la burette. Pour une utilisation plus précise, une manipulation soigneuse permet de verser au goutte à goutte jusqu’au volume voulu.
    Le volume versé peut alors être lu directement, la burette étant graduée par volumes croissants de haut en bas.
Tags : , , ,