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   énoncé
    

 

 
T1.2. Fuite d'air dans une cabine spatiale. 
 
1. Equation différentielle vérifiée par N.

Les molécules susceptibles de sortir de la cabine pendant le temps dt se trouvent dans un cylindre de volume dV tel que :

            dV = uSdt

Le nombre de molécules contenu dans ce volume dV est :

             

avec N nombre de molécules dans la cabine à la date t.

Soit dNS le nombre de molécules quittant la cabine pendant le temps dt.

Comme la vitesse des particules n’est orientée que selon les trois directions de l’espace, il y a seulement 1/6 des molécules contenues dans dV qui vont quitter la cabine pendant le temps dt. Soit :

          

Comme la variation du nombre de molécules dans la cabine pendant la durée dt est due aux molécules qui quittent la cabine on a :

            N(t+dt) –N(t) = dN = -dNS

Soit :

      
2. Evolution de la pression.

La solution de cette équation différentielle est  :

              avec No nombre initial de molécules dans la cabine

L’air étant assimilé à un gaz parfait on a :

           

 

3. Aire du trou.

A la date t = 2 minutes la pression est :

           

On obtient en prenant le logarithme népérien :

La vitesse quadratique u est :

            

On obtient finalement :

           

 
 
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hubert de haan  \  www.kholaweb.com  \  mise à jour : 11 déc. 2009