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niveau: "4eme"
discipline: "physique-chimie"
theme_bo: "Organisation et transformation de la matiere"
chapitre: 2
titre: "Etude des gaz : La Pression"
duree_heures: 3
prerequis:
  - "4e-01 — La composition de l'air"
competences_bo:
  - "Decrire la constitution et les etats de la matiere"
  - "Utiliser la notion de pression"
competences_socle:
  - "D1.3 — Langages scientifiques"
  - "D2 — Methodes et outils"
  - "D4 — Systemes naturels et techniques"
mots_cles:
  - pression
  - pascal
  - hectopascal
  - bar
  - atmosphere
  - manometre
  - barometre
  - isobares
eval_diagnostique: "QCM prerequis composition de l'air"
eval_formative: "TP pression atmospherique"
eval_sommative: "TP pression atmospherique + QCM H5P"
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# Chapitre 2 — Étude des gaz : La Pression

> *M. VERHILLE — Physique-Chimie · 4ème*

![Compression d’un gaz en système fermé : même nombre de particules, volumes différents.](../sources/corrections-pedagogiques/gaz-compression.svg)

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## Objectifs et competences

**Repères du programme de cycle 4 (BO 2020)** :
- Decrire la constitution et les etats de la matiere
- Utiliser la notion de pression

**Competences du socle** :
- D1.3 : Utiliser les langages scientifiques (unites de pression)
- D4 : Systemes naturels et techniques

**A la fin de ce chapitre, l'eleve sait** :
- [ ] Expliquer la relation inverse volume/pression
- [ ] Convertir entre Pa, hPa, bar et atm
- [ ] Lire une carte meteo (isobares, anticyclone, depression)

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## 1. Définition

Un gaz est constitué de particules en agitation constante. Leurs chocs exercent une **force moyenne** sur une paroi. La **pression** est cette force par unité de surface : **p = F/S**. Elle s’exprime en pascals : **1 Pa = 1 N/m²**.

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## 2. Relation volume / pression

### Expérience — Seringue bouchée au doigt

On bouche l'embout d'une seringue avec le doigt ou un manomètre (système fermé).

> On compare le **même gaz**, en quantité constante et à température constante. Les particules ne grossissent pas et ne disparaissent pas lorsque le volume change.

| Action | Volume | Pression | Explication |
|--------|--------|----------|-------------|
| Pousser le piston | ↓ diminue | ↑ augmente | Molécules plus serrées → plus de chocs |
| Tirer le piston | ↑ augmente | ↓ diminue | Molécules plus dispersées → moins de chocs |

> **Loi qualitative** : Volume et pression varient en **sens inverse** (à température constante).

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## 3. Grandeur physique et unités

La pression se note **p**.

### Instruments de mesure

| Instrument | Utilisation |
|-----------|-------------|
| **Manomètre** | Hautes pressions (pneus, bouteilles de gaz…) |
| **Baromètre** | Pression atmosphérique |

### Unités et conversions

| Unité | Symbole | Valeur |
|-------|---------|--------|
| Atmosphère | atm | pression de référence au niveau de la mer |
| Pascal | Pa | unité SI |
| Hectopascal | hPa | 1 hPa = 100 Pa |
| Bar | bar | 1 bar = 10⁵ Pa |
| Millimètre de mercure | mmHg | ancienne unité médicale |

**Équivalences à retenir :**

$$1\ \text{atm} = 1013{,}25\ \text{hPa} = 101\ 325\ \text{Pa} \approx 1013\ \text{hPa}$$

$$1\ \text{bar} = 10^5\ \text{Pa} = 100\ 000\ \text{Pa}$$

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## 4. La pression atmosphérique

- Au **niveau de la mer** : p ≈ **1013 hPa** (valeur de référence proche de 1 atm ; la pression réelle varie avec la météo)
- En **altitude** : la pression **diminue** (moins de colonne d'air au-dessus)
- En **profondeur** (eau) : la pression **augmente**

> **Exemple local** : A La Reunion, la pression atmospherique varie fortement selon l'altitude. Au sommet du **Piton des Neiges (3 070 m)**, la pression descend a environ **700 hPa**, soit 30 % de moins qu'au niveau de la mer. Lors du passage d'un **cyclone tropical**, la pression peut chuter brutalement sous 950 hPa — les cartes isobares de Meteo France Ocean Indien permettent de suivre ces variations.

### Lecture de carte météo

- **Isobares** : lignes reliant les points de même pression
- **Anticyclone (A)** : zone de haute pression → temps souvent stable ; nuages bas ou brouillard possibles
- **Dépression (D)** : zone de basse pression → temps souvent perturbé

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## Bilan — Ce qu'il faut retenir

| Notion | Définition |
|--------|-----------|
| Pression | Force moyenne exercée sur une paroi par unité de surface (p = F/S) |
| Volume ↓ | Pression ↑ (compression) |
| Volume ↑ | Pression ↓ (détente) |
| 1 atm | = 1013,25 hPa = 101 325 Pa ≈ 1013 hPa |
| 1 bar | = 10⁵ Pa |

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## Erreurs frequentes a eviter

- **Confondre pression et force** : la pression est une force repartie sur une surface (P = F/S). Une meme force appliquee sur une petite surface donne une pression plus grande
- **Oublier de convertir les unites (Pa, hPa, bar)** : 1 bar = 10⁵ Pa = 1000 hPa. Attention a ne pas melanger les unites dans les calculs
- **Penser que la pression ne depend que de l'altitude** : la pression depend aussi de la temperature, de l'humidite et des conditions meteorologiques (anticyclone, depression, cyclone)

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## Differenciation

- **Remediation** : realiser un tableau de conversions guide (Pa → hPa → bar → atm) avec des valeurs simples a completer, puis associer chaque instrument (manometre, barometre) a son usage
- **Approfondissement** : calculer la pression atmospherique theorique a differentes altitudes de La Reunion (niveau de la mer, Cilaos a 1 200 m, Piton des Neiges a 3 070 m) et comparer avec les releves meteorologiques reels

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## Ressources associees

- Images : `../sources/ch02-gaz-pression/carte-meteo-isobares-reunion-mada-01-03-2019.jpg`, `carte-meteo-france-isobares-D-A-06-06-1944.jpg`, `pression-seringues-compressible-expansible.jpg`
- TP : `../sources/ch02-gaz-pression/4TP-experiences-pression-atmospherique.pdf`, `4TP-mesure-masse-air.pdf`
- [[liens-web-s1-4eme|Liens web S1]] — PhET etats de la matiere, videos pression

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## QCMs associes