Les découvertes scientifiques ne sont jamais minimes. D’une manière ou d’une autre, elle révolutionne la vie des gens. Chaque formule inventée change le quotidien. Le processus même, pour arriver à une découverte, est riche. La volonté et la patience exigées par chaque expérience démontre les qualités requises pour être un bon scientifique. Un scientifique qui réussit est, donc, aussi remarquable, dans sa personnalité, que dans sa découverte. Les physiciens ont ce chic pour découvrir le mécanisme de ce qu’on ne voit pas. Les théories concernent souvent des forces que nous ne pouvons pas tâter à mains nues, mais qui sont réelles. La loi de Boyle-Mariotte fait partie de ces lois. Elle a été démontrée par le physicien Edme Mariotte et le physicien chimiste Robert Boyle. Ce dernier s’est consacré à l’étude des sciences de la matière. Leurs travaux impressionnent d’autant plus, quand on pense aux moyens qu’ils avaient à l’époque.
La définition de la loi Boyle-Mariotte
Cette loi établit le lien entre le volume, la température et la pression. Elle énonce qu’à température constante, si on modifie le volume d’un gaz, sa pression varie d’une valeur à l’autre. La réciproque est vraie. Ce qui veut dire que la pression change, le volume change aussi. La loi s’applique, même si le gaz subit un changement d’état. La température a son rôle à jouer. L’énoncé commence, par « à température constante ». Si la température varie pendant l’expérience, la loi n’est plus vraie dans une certaine mesure. La réaction s’explique par le rapprochement des particules de gaz. Quand on diminue le volume du gaz, les particules se distancent entre elles. D’où la diminution de la pression. Mais si on augmente son volume, les particules se rapprochent, ce qui va accroître la fréquence des collisions entre les particules. Ce sont ces collisions qui augmentent la pression.
Que dit cette fameuse loi ?
Cette loi est indiscutablement vraie pour les gaz parfaits, et vérifiable pour les gaz réels. Le gaz parfait est le modèle simplifié du gaz. Les molécules sont négligées, au profit du volume du gaz en général. Le volume des molécules n’est considéré que lorsqu’il y a choc entre eux. C’est la raison pour laquelle la loi de Boyle-Mariotte vaut indubitablement pour ce type de gaz. A faible pression, la majorité des gaz se comporte comme des gaz parfaits. La démonstration scolaire de cette loi est celle de la seringue reliée à un manomètre. On constate que, plus on presse, plus la pression affichée par le manomètre augmente. Or presser la seringue revient à diminuer le volume de l’air contenu dedans. Dans un registre plus général, la loi de Boyle-Mariotte se vérifie au niveau de la pression atmosphérique, ou plus simplement, le phénomène de la respiration.Ce sont les plongeurs qui ont le plus intérêt à maîtriser cette loi. Son non-respect peut entraîner une surpression pulmonaire. On sait que, sous l’eau, la pression augmente au fur et à mesure que l’on s’engage vers le fond. Comme la pression et le volume sont pareils, le volume de gaz dans la cage thoracique augmente donc de la même manière. Au moment de la remontée, la pression diminue progressivement. Il faut donc que le volume du gaz puisse diminuer. Mais si le plongeur n’exhale pas, le volume reste coincé dans les poumons. Ce déséquilibre provoque une surpression pulmonaire. L’élasticité des poumons ne peut pas supporter tout le volume de gaz accumulé, et il peut y avoir des fissurations alvéolaires, ou même une embolie.
Condition et application de la loi Boyle Mariotte
La première condition d’application est que la température des gaz ne varie pas. En fait toutes les données doivent rester les mêmes. C’est-à-dire que, si le gaz subit une transformation, la loi de Boyle-Mariotte reste valable sous certaines conditions. Mettons qu’il y a un qui a un volume V1, sa pression sera égale à P1. S’il y a changement, V1 deviendra V2 et P1 devient P2. La formule sera multipliera pour donner : P1.V1 = P2.V2. Par contre, il faut que les deux volumes soient exprimés dans la même unité de volume. De ce fait, la pression P2 doit être mesurée avec la même unité de pression que P2.Sachant que le volume se mesure en litres et la pression en Pascal.
La loi Boyle Mariotte en résumé
Selon la loi de Boyle-Mariotte :
- P * V = constante
- S’il y a changement dans P, il y a conséquences sur V. l’inverse est vrai
- Pour que la formule soit vraie, en cas de changement dans la nature du gaz, les deux V et P doivent avoir les mêmes unités de mesure
