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Auteur(s)
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Paul RIÉTY : Ancien élève de l’École Polytechnique - Chef de Service à l’Institut National de Métrologie du Conservatoire National des Arts et Métiers
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La détermination de la pression atmosphérique à l’aide d’un baromètre à mercure nécessite un certain nombre de corrections pour tenir compte, comme nous le verrons par la suite, de différents facteurs d’influence (température, accélération de la pesanteur, etc.). C’est ainsi qu’autrefois, lorsqu’on ne disposait pas facilement de moyens de calcul précis, on utilisait des tables qui permettaient, moyennant une interpolation, de déterminer les valeurs de ces différentes corrections.
Actuellement, il paraît plus simple, et c’est le but de cet article, de déterminer directement la valeur de la pression atmosphérique à partir des lectures effectuées sur un baromètre à mercure, en fonction des divers paramètres d’environnement. On dispose en effet maintenant de calculettes qui permettent d’obtenir le résultat très facilement et avec toute l’exactitude souhaitée.
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Accueil > Ressources documentaires > Sciences fondamentales > Caractérisation et propriétés de la matière > Introduction aux constantes physico-chimiques > Corrections barométriques > Hauteur de la colonne
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Accélération de la pesanteur
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3. Hauteur de la colonne
La hauteur h de la colonne, qui est la différence entre les niveaux des deux ménisques, inférieur et supérieur, nécessite la détermination précise de ces deux niveaux.
La détermination du niveau du ménisque inférieur du mercure s’effectue suivant différentes méthodes qui dépendent du type de baromètre utilisé.
— Pour les baromètres de type Fortin, le niveau du ménisque inférieur est ajusté à une hauteur bien déterminée, par affleurement de ce ménisque avec l’extrémité d’une pointe en ivoire solidaire du boîtier. Lorsque le baromètre est convenablement positionné (tube vertical), le zéro de la graduation de l’échelle de la réglette est par construction dans le même plan horizontal que cette extrémité, qui définit de façon précise le point d’application de la pression barométrique.
— Pour les baromètres comportant un tube en U, la réglette est réglable en hauteur, et on ajuste le zéro de l’échelle de façon qu’il soit dans le même plan horizontal que le sommet du ménisque inférieur.
— Pour les baromètres à cuvette fixe, comme les appareils de type Kew ou Tonnelot, le niveau du ménisque inférieur (surface du mercure dans la cuvette) varie en fonction de la hauteur de la colonne, donc de la pression. Le remplissage du manomètre en mercure est effectué de façon que le niveau de cette surface coïncide avec le zéro de la graduation de l’échelle de la réglette pour une pression nulle appliquée au baromètre. On tient compte par construction, dans la graduation de l’échelle, de la variation du niveau du mercure dans la cuvette en fonction de la pression appliquée (échelle compensée). Si l’on désigne respectivement par a et A les sections du tube et de la cuvette, la distance d entre deux graduations doit être telle que :
où d0 est l’intervalle indiqué entre deux graduations. En choisissant une section de cuve suffisante, d et d0 sont très voisins et ne diffèrent que de quelques centièmes.
La détermination du niveau du ménisque supérieur se fait en alignant...
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Hauteur de la colonne
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BROMBACHER (W.G.), JOHNSON (D.P.), CROSS (J.L.) - Mercury barometers and manometers (Baromètres et manomètres à mercure). - Nat. Bur. Stand. monograph 8 (1960).
-
(2) - XXX - Measurement of pressure with the mercury barometer (Mesure de la pression à l’aide d’un baromètre à mercure). - Nat. Phys. Lab. Notes on Applied Science, no 9 (1954).
-
(3) - PATTERSON (J.B.), PROWSE (D.B.) - Comparative measurement of the density of mercury (Mesures comparatives de la masse volumique du mercure). - Metrologia, 21, p. 107-13 (1985).
-
(4) - COOK (A.H.) - The expansion of mercury and fused silica between 0 and 300 oC (La dilatation du mercure et de la silice fondue entre 0 et 300 oC). - Brit. J. Appl. Physics, 7, p. 285-93, août 1956.
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(5) - Échelle Internationale Pratique de Température de 1968 - - Bur. Int. Poids et Mes. Édition amendée de 1975.
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ANNEXES
Bureau de Recherches Géologiques et Minières - Service géologique national.
Institut National de Métrologie (INM)
Bureau International des Poids et Mesures (BIPM)
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