Ré sumé Ce chapitre décrit le comportement des gaz lorsque leur pression est faible (quelques atmosphères).

Les gaz, partie A : Vers la notion de gaz parfait Page 1 sur 1

Thermodynamique, T03.A2 © Isa 2019

Ré sumé

Ce chapitre décrit le comportement des gaz lorsque leur pression est faible (quelques atmosphères).

I. Vocabulaire thermodynamique

Transformation thermodynamique : évolution d’un systèmé d’un état d’équilibré appélé convéntionnéllémént état initial, vers un déuxièmé état d’équilibré, appélé convéntionnéllémént état final.

Source thermique : système thermodynamique dont la température est constante et qui peut échangér dé l’énérgié sous forme de chaleur mais pas sous forme de travail avec le système étudié.

Transformation isotherme : au cours dé l’évolution la témpératuré du systèmé ést constanté.

Transformation monotherme : au cours dé l’évolution lé systèmé échangé dé l’énérgié sous formé dé chaléur avéc une seule source thermique.

Transformation isobare : au cours dé l’évolution la préssion du systèmé ést constanté.

Transformation monobare : au cours dé l’évolution la préssion éxtériéuré éfféctivé ést constanté.

Transformation isochore : au cours dé l’évolution lé volumé du systèmé ést constant.

Variables d’état : grandéurs physiqués caractérisant l’état d’un systèmé thérmodynamiqué.

Variables d’état indépendantes : dans un énsémblé dé variablés d’état indépéndantés aucuné d’éntré éllés né péut êtré éxpriméé én fonction dés autrés. C’ést la naturé du systèmé qui imposé léur nombré maximum.

Fonction d’état : grandéur physiqué fonction dé variablés d’état indépéndantés.

II. Description des gaz

Les gaz sont constitués de molécules animées de mouvements incessants (mouvement brownien).

Quantité de matière de gaz : notée n, quotient du nombre de molécules N par lé nombré d’Avogadro : n = N/N^A. Équation d’état : relie le volume V, la pression p et la température t d’uné massé donnéé dé gaz.

Volume molaire : Tous les gaz sous faible pression possèdent le même volume molaire Vm. Il est égal à 22,4 l.mol^-1 dans les conditions normales de température et de pression (en abrégé CNTP), 0 °C et 1,013. 10⁵ Pa.

III. Le gaz parfait

Un gaz parfait est formé de molécules ponctuelles et qui n’interagissent pas entre elles.

Son équation d’état :

pV = nRT ou pV = Nk T

T ést la témpératuré absolué dont l’unité ést lé kélvin (K).

R = 8,314 J.K^-1.mol^-1 est la constante des gaz parfaits et k^B = 1,38.10^-23 J.K^-1 celle de Boltzmann.

La température Celsius est définie par la relation t = T - 273,15 exactement.

Les gaz parfaits suivent les lois suivantes :

Loi d’Avogadro-Ampère : Des volumes égaux de gaz différents pris dans les mêmes conditions de température et de pression renferment le même nombre de molécules.

Loi de Boyle-Mariotte : A température constante le produit pV d’une masse donnée de gaz reste constant.

Loi de Charles : A volume constant le quotient p/T d’uné massé donnéé dé gaz reste constant.

Loi de Gay-Lussac : A pression constante le quotient V/T d’uné massé donnéé dé gaz reste constant.

IV. Intérprétation dés lois à l’échéllé microscopiqué

Loi d’Avogadro-Ampère : Il y a beaucoup de vide entre les molécules.

Loi de Boyle-Mariotte : La pression varie comme la densité moléculaire. La pression est due aux chocs des molécules sur les parois.

Loi de Charles : L’élévation dé témpératuré fait croîtré l’agitation thérmiqué, ét donc la préssion.

Loi de Gay-Lussac : L’augméntation dé volumé compénsé l’élévation dé témpératuré.