Loi de Boyle-Mariotte

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La loi de Boyle-Mariotte (souvent appelée loi de Boyle par les anglophones, loi de Mariotte ou loi de Boyle-Mariotte par les francophones) est une des lois de la thermodynamique du gaz réel. Elle relie la pression et le volume d'un gaz réel à température constante. On trace ainsi une courbe isotherme du gaz. Mariotte et Boyle ont constaté, à quelques pour cent près, que la courbe p = f(V) était proche d'une hyperbole équilatère en coordonnées dites de Clapeyron (p,V), soit pV = constante pour une température donnée constante.

En d'autres termes, maintenir la température constante pendant une augmentation de pression d'un gaz exige une diminution de volume. Inversement, la réduction de la pression du gaz passe par une augmentation de volume. La valeur exacte de la constante n'a pas besoin d'être connue pour appliquer la loi entre deux volumes de gaz sous des pressions différentes, à la même température :

p_1 \times V_1 = p_2 \times V_2

La loi a été découverte à quelques années d'intervalle par l'Irlandais Robert Boyle (en 1662) et par le Français Edme Mariotte (en 1676). C'est Guillaume Amontons qui précisa en 1702 que cette loi n'est valable qu'à température constante et est plus précise aux basses pressions.

Applications[modifier | modifier le code]

Le phénomène énoncé par la loi de Boyle-Mariotte a des conséquences très importantes pour les plongeurs. Lors d'une plongée sous-marine, on respire de l'air à la pression ambiante de la profondeur considérée. Dans l'eau, la pression augmente d'un bar tous les dix mètres environ. Par conséquent, lors de la remontée, l'air qui a été comprimé va se détendre et donc augmenter son volume. Donc, si on bloque sa respiration pendant la remontée, l'air contenu dans les poumons ne pouvant pas s'échapper, il va les distendre et provoquer la rupture des tissus. C'est la surpression pulmonaire. Il est donc important de permettre à l'air de s'échapper lors de la remontée en ne bloquant pas sa respiration.

De la même façon, les gaz dissous sous l'effet de la pression plus élevée dans le sang et les tissus corporels vont, lors de la remontée, retourner à l'état gazeux, provoquant des bulles causes d'embolies. Il est donc nécessaire de respecter des paliers de décompression afin de permettre une évacuation progressive des gaz et éviter ainsi une embolie gazeuse. Au sens strict, ceci n'est pas une application de la Loi de Boyle-Mariotte, puisqu'une partie du phénomène est liée à la loi de Henry régissant la variation de solubilité des gaz dans un liquide selon la pression.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]