L'air résiste-t-il à l'eau ? Question de physique.

seba · Janvier 13, 2018, 13:55:49

Citation de: marco56 le Janvier 13, 2018, 13:30:47
Le CO2 et l'O2 sont solubles dans l'eau (sinon, comment qu'ils feraient les petits poissons pour respirer ?)

Solubles jusqu'à une certaine concentration.

marco56 · Janvier 13, 2018, 16:30:33

Citation de: seba le Janvier 13, 2018, 13:55:49
Solubles jusqu'à une certaine concentration.

Comme tous les composés...

FredEspagne · Janvier 13, 2018, 17:44:49

Pour l'oxygène O2, on peut dissoudre 30 volumes (30 fois le volume d'eau), c'est dispo chez tous les pharmaciens. Pour le CO2, c'est plus mais je n'ai plus le chiffre en tête.

jaric · Janvier 13, 2018, 18:19:39

Tout d'abord, une correction à une erreur que j'ai écrite : j'ai dit que la pression double tous les 10 m, en fait, la pression augmente d'une atmosphère (~1 bar) tous les 10 m. A 10 m, la pression double effectivement (elle est de 2 bars), à 100 m, elle est de 10 bars.

Citation de: FredEspagne le Janvier 13, 2018, 17:44:49
Pour l'oxygène O2, on peut dissoudre 30 volumes (30 fois le volume d'eau), c'est dispo chez tous les pharmaciens. Pour le CO2, c'est plus mais je n'ai plus le chiffre en tête.

Non, l'air - que ce soit de l'azote ou de l'oxygène - est très peu soluble dans l'eau (assez pour les poissons en effet) et la quantité dissoute diminue avec la température. Les 30 volumes que tu mentionnes ne proviennent pas de la dissolution de l'oxygène dans l'eau mais de la fixation du radical O sur la molécule d'eau pour former de l'eau oxygénée (formule H2O2).
Et il existe de l'eau oxygénée à 100 volumes.

Citation de: Bélisaire le Janvier 13, 2018, 13:11:54
J'ai une interrogation à partir de là : puisque le verre se remplit, faut-il comprendre qu'à partir d'une certaine pression de l'eau, l'air se « désintègre », est absorbé par l'élément liquide ? Dans ma candeur, je me dis qu'il faut bien qu'il « aille » quelque part.

L'air peut être comprimé quasiment à l'infini (pourvu que l'on dispose de pompes très puissantes ou que l'on descende suffisamment profond) et de plus, sa solubilité n'augmente que peu avec la pression.
Et il ne peut pas se liquéfier sous la pression de l'eau : il existe une température au delà de laquelle un gaz ne peut plus se transformer en liquide quelle que soit la pression exercée (température critique). En général la température critique est d'autant plus basse que la molécule est simple.
Par exemple, le butane peut se conserver liquide en bouteilles à 25°C (pression 4 bars). Pour le propane, plus léger, la pression est nettement plus élevée à température ordinaire, d'où l'interdiction de le conserver à l'intérieur des bâtiments.
Pour l'air, il faudrait descendre très bas en température pour le liquéfier, même sous très forte pression.

seba · Janvier 13, 2018, 19:01:06

Pour de l'eau à 20°C, 1 m3 d'eau peut dissoudre 30 g d'oxygène (soit environ 7 litres d'oxygène à la pression atmosphérique).

marco56 · Janvier 13, 2018, 19:17:52

Citation de: seba le Janvier 13, 2018, 19:01:06
Pour de l'eau à 20°C, 1 m3 d'eau peut dissoudre 30 g d'oxygène (soit environ 7 litres d'oxygène à la pression atmosphérique).

Tu es sûr

http://protec.pagesperso-orange.fr/22_Solubilite_de_l%27oxygene.htm

seba · Janvier 13, 2018, 19:23:49

Citation de: marco56 le Janvier 13, 2018, 19:17:52
Tu es sûr
http://protec.pagesperso-orange.fr/22_Solubilite_de_l%27oxygene.htm

Ah oui tu as raison.
Ca fait 9 g/l soit 6,3 litres d'oxygène à la pression atmosphérique.
Si je ne me trompe pas.

Qu'est-ce que j'ai calculé plus haut ? C'est complètement faux.

vulpes · Janvier 13, 2018, 19:47:39

La loi de Mariotte (ou Boyle Mariotte) nous dit, qu'à température constante, PxV= constante (avec P=pression absolue)

Calli · Janvier 13, 2018, 20:16:45

Le procédé de la cloche de plongée est très ancien. En voici une variante, le tonneau aménagé.

Sir Conspect · Janvier 13, 2018, 22:52:26

Citation de: Calli le Janvier 13, 2018, 20:16:45
Le procédé de la cloche de plongée est très ancien. En voici une variante, le tonneau aménagé.

ben oui, c'est ce qui était disponible ici:

Citation de: philooo le Janvier 13, 2018, 08:56:38
https://fr.wikipedia.org/wiki/Cloche_de_plong%C3%A9e
...

Calli · Janvier 13, 2018, 23:30:01

Exact ! J'avais seulement regardé la photo jointe par Philooo. Merci !

Bélisaire · Janvier 14, 2018, 11:19:33

Ma curiosité a été avivée. Je reprends la situation des trois compagnons. Je n'ai plus en tête l'histoire de la BD, peu importe. Mettons que sur le point de suffoquer, pour avoir consumé l'oxygène de leur poche d'air, l'eau se retire (marée montante et marée desendante). Le niveau de l'eau descendant dans la grotte, l'espace aérien s'agrandit. Là, j'ai tendance à penser : ils respirent mieux. Est-ce à dire qu'en se décompressant (décomprimant ? - dilatant ?), l'air s'enrichit en oxygène, étant entendu que l'espace est malgré tout confiné tant que le niveau de l'eau bloque la sortie à l'air libre ? Parce qu'il s'agit toujours de leur air appauvri en oxygène qui se décomprime. J'ai du mal à penser qu'ils ne respirent pas mieux à mesure que le niveau de l'eau baisse. Merci.

seba · Janvier 14, 2018, 11:23:21

Non la concentration en oxygène restera constante et en plus sa pression va diminuer, la situation sera pire.

marco56 · Janvier 14, 2018, 11:23:32

Pour le coup, là je crois que c'est mort. Ce n'est pas l'air comprimé qui leur rend la vie difficile, c'est bien l'appauvrissement en dioxygène. Donc si la mer descend mais que l'air ne se renouvelle pas, cela ne va pas les arranger.
[edit] grillé par seba.

pichta84 · Janvier 14, 2018, 11:56:36

On va dire que leur survie dépend du volume d'air dans la grotte, parce qu'il n'est pas renouvelé. Tant qu'ils respirent ils modifient la concentration d'oxygène (diminue) et de de gaz carbonique (augmente) au bout d'un moment ils peuvent asphyxier par manque d'oxygène.

Petit problème cynique : si l'un d'eux sait que le volume d'air ne sera pas suffisant pour 3, il peut tuer les 2 autres pour assurer sa survie, ou se sacrifier pour sauver ses compagnons.

VincentM · Janvier 20, 2018, 17:08:26

Citation de: seba le Janvier 12, 2018, 23:30:46
Après, quelle va être la pression finale dans la poche d'air ?
Et ça peut poser des problèmes par la suite, enfin si la décompression est progressive ça peut le faire.

En fait au moment ou la pression fait imploser ta boite crânienne cela devient compliqué ;-)

FredEspagne · Janvier 20, 2018, 18:19:49

Citation de: VincentM le Janvier 20, 2018, 17:08:26
En fait au moment ou la pression fait imploser ta boite crânienne cela devient compliqué ;-)

Non car les pressions s'équilibrent. Exemple des plongées en apnée à 160m et plus.

seba · Janvier 20, 2018, 18:57:40

Citation de: VincentM le Janvier 20, 2018, 17:08:26
En fait au moment ou la pression fait imploser ta boite crânienne cela devient compliqué ;-)

Ca peut poser un problème pour le tympan si on n'équilibre pas la pression dans l'oreille moyenne.
Sinon le crâne est plein de liquide et les pressions s'équilibrent.

VincentM · Janvier 21, 2018, 13:25:08

Ah chouette mais avec la surpression cela ne fait-il pas descendre l'oxygène trop fort dans les poumons et paf?

Non çà s'équilibre aussi?

Qu'est qu'il faudrait alors pour que cela devienne grand-guignolesque? On pourrait pas trouver un truc pour former un peu d'hydrogène sur le haut du plafond de la grotte et PAF !!!

seba · Janvier 21, 2018, 13:34:31

L'oxygène devient toxique à la pression de 1,7 bars.
Mais la pression de l'air ne va pas faire éclater les poumons car la pression des deux côtés des poumons est la même (les plongeurs respirent de l'air sous pression).

jaric · Janvier 21, 2018, 15:17:11

Citation de: seba le Janvier 21, 2018, 13:34:31
L'oxygène devient toxique à la pression de 1,7 bars.

Pression partielle. Si on a conservé les proportions initiales (21% d'O2), cela correspond à une pression totale d'environ 8 bars.
Ce qui signifie qu'avec la fameuse cloche de l'antiquité, il ne faut pas descendre au dessous de 80 mètres sous peine de troubles graves (hyperoxie, l'opposé de l'anoxie).

wedge · Janvier 27, 2018, 18:08:17

Citation de: Bélisaire le Janvier 12, 2018, 23:03:42
Bonsoir tous.
Ne vous moquez pas de mon dessin... .
Je devais avoir une douzaine d'années quand, lisant une BD, je suis tombé sur l'épisode suivant, demeuré pour moi un mystère. Si quelqu'un pouvait m'éclairer...
Soit le héros et deux de ses compagnons prisonniers dans une grotte. L'eau monte inexorablement. Impossible de nager vers le bas pour trouver une issue. Les deux compagnons du héros se lamentent à l'idée qu'ils vont tous périr noyés, une fois que le niveau de l'eau aura atteint le haut. Mais le héros prévoit qu'ils s'en sortiront : « La grotte est parfaitement étanche, dit-il. L'air au-dessus de nous empêchera l'eau de monter. »
Possible ? Réaliste ? Ou bien l'eau monte quand même ?
Merci.

en partant des faits établis et tangibles qui sont :
l'air est compressible,
l'eau est incompressible,
si l'eau continue de monter, -et ça n'est certainement pas l'air qui va l'empêcher-, les héros finiront inexorablement noyés.

Cette photo l'illustre parfaitement :
la grotte était sèche avant, elle est aujourd'hui remplie d'eau.
Demeure une petite poche d'air, visible au plafond.

seba · Janvier 27, 2018, 18:38:14

Citation de: wedge le Janvier 27, 2018, 18:08:17

en partant des faits établis et tangibles qui sont :
l'air est compressible,
l'eau est incompressible,
si l'eau continue de monter, -et ça n'est certainement pas l'air qui va l'empêcher-, les héros finiront inexorablement noyés.

Si bien sûr, l'air se comprime mais son volume sera fonction de la pression et empêchera l'eau de remplir entièrement la grotte.

wedge · Janvier 27, 2018, 19:11:37

tu te trompes,
mais c'pas grave.
à la question : finissent-ils noyés ?
La réponse : est oui, bien sûr.

Verso92 · Janvier 27, 2018, 19:17:20

Citation de: wedge le Janvier 27, 2018, 18:08:17
Cette photo l'illustre parfaitement :
la grotte était sèche avant, elle est aujourd'hui remplie d'eau.
Demeure une petite poche d'air, visible au plafond.

Belle illustration, en effet.