La pression en plongée

Exercice · niveau 2 · thermodynamique (MPSI), chapitre 1 — Le système thermodynamique : descriptions et variables d'état

Énoncé

Sous l'eau, la pression augmente avec la profondeur ( $ρ_{eau} = 1000 kg / m^{3}$ , $g = 9.81 m / s^{2}$ , $P_{atm} = 1.0 bar$ ).

La pression hydrostatique vérifie $Δ P = ρ g h$ . Calculer l'augmentation de pression à $h = 10 m$ .

Quelle est la pression absolue subie par un plongeur à $30 m$ ?

Pourquoi les tympans « font mal » dès quelques mètres, alors qu'on ne sent rien en montant de quelques mètres en altitude ?

Corrigé

1. $Δ P = ρ g h = 1000 \times 9, 81 \times 10 \approx 9.8 \times 1 0^{4} Pa \approx 1.0 bar$ : l'eau ajoute environ $1$ bar tous les $10 m$ .

2. $P = P_{atm} + ρ g h = 1, 0 + 3 \times 1, 0 = 4.0 bar$ (à $30 m$ , on subit $4$ fois la pression de surface).

3. L'eau est $\approx 800$ fois plus dense que l'air : la même dénivellation crée une variation de pression $\approx 800$ fois plus grande dans l'eau. Quelques mètres d'eau $\approx$ plusieurs kilomètres d'air.

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