On chauffe une casserole couverte, puis on la retire du feu

Application directe du cours · niveau 1 (application) · physique (première), chapitre 3 — Description d'un fluide au repos · Forces pressantes et loi de Mariotte

Énoncé

On chauffe une casserole couverte, puis on la retire du feu : la vapeur se condense et la pression intérieure descend à $0, 80$ bar. Le couvercle a un diamètre de $24$ cm. Calculer la force qui plaque le couvercle sur la casserole.

Corrigé

$S = π \times (0, 12)^{2} \approx 4, 5 \times 1 0^{- 2}$ m $^{2}$ et $Δ P = 1, 0 - 0, 80 = 0, 20$ bar $= 2, 0 \times 1 0^{4}$ $Pa$ . Donc

$F = Δ P \times S = 2, 0 \times 1 0^{4} \times 4, 5 \times 1 0^{- 2} \approx 9, 0 \times 1 0^{2} N,$

soit le poids d'une masse de $90$ kg : le couvercle paraît « collé ».

Contrôle : c'est la ventouse du cours, en cuisine. Une dépression même modeste, appliquée sur une grande surface, produit une force considérable.

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