Physique générale Exercices
1ère année Premier Semestre
Corrigé 9 – Gaz parfaits
Exercice 10-12
17.4×1023 molécules correspondent à 17.4×1023
6.02×1023 = 2.89 moles soit une masse de 2.89×44 = 127.16 g.
Exercice 10-18
(a) On estime la surface au sol d’une personne debout àA'0.3×0.2 = 0.06 m2. La pression vaut :
P = mg
A =70×9.81
0.06 Nm−2= 11445 Pa.
(b) Sur une surface deA= 1.7×0.4 m2= 0.68 m2 : P = mg
A '1000 Pa.
Exercice 10-22
Si P=cte ⇒ V
T =cte, d’où : V1
T1 =V2
T2 ⇒ V2
V1 = T2
T1 = 100 + 273.15
273.15 = 1.37.
Exercice 10-28
Au niveau de la mer (h= 0) :Pairh=0= 1 atm etPOh=0
2 = 0.21 atm.
On définit cette dernière pression comme le seuil d’inhalation normale d’oxygène.
On remplace l’air par de l’oxygène pur et on déterminehmax pour la quellePhmax= 0.21 atm.
La variation de pression dans ce cas vaut ∆Pmax= (1−0.21) atm = 0.79 atm.
Selon les données du problème, ∆P
∆h = 0.078 atm/km, donc :
∆Pmax
0.078 =hmax⇒hmax'10 km.
Exercice 10-0
(a) L’énergie cinétique d’une molécule H2 vaut : Kmoy=3
2kBT = 1.5 (1.38×10−23J/K) (300 K) = 6.21×10−21 J (b) Utilisant la définition d’énergie cinétique on a :
vqm= q
2Kmoy/m= 1930 m/s
p. 1 / 2
Physique générale Exercices
1ère année Premier Semestre
Exercice 10-34
(a) La vitesse quadratique moyenne des molécules est reliée à l’énergie cinétique moyenne par vqm= [2Kmoy/m]1/2. On calcule :
Kmoy=m v2qm/2 = (32.0 uma)(1.66×10−27 kg uma−1)(400 m/s)2/2 = 4.25×10−21 J.
(b) La relation entre la vitesse quadratique moyenne et la température permet de déterminer la valeur de la température :
T =m vqm2 /(3kB) = (32.0 uma)(1.66×10−27kg uma−1)(400 m/s)2/[3 (1.38×10−23J/K)]
= 205K=−68◦C
Exercice 10-35
On utilise l’expression reliant la déplacement quadratique moyen et la constante de difussion : x2qm = 2D t= 2 (1.8×10−5 m2/s) (3600 s) = 0.1296 m2
⇒xqm = 0.36 m
Exercice 10-37
L’expression du déplacement quadratique moyen permet de déterminer la constante de diffusion D par :
D=x2qm/(2t) = (1×10−2 m)2/[2 (6 h)(3600 s h−1)] = 2.31×10−9 m2/s.
p. 2 / 2
