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Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients

Posté par
sylvain du CNED
20-04-07 à 12:03

Bonjour

J'ai un problème concernant cet exercice. Voici l'énoncé:
Trois flacons de volume V_{1} = 6,0 L, V_{2} = 4,0 L et V_{3} = 2,0 L sont reliés par l'intermédiaire de tuyaux de volume négligeable, munis de robinets R_{1} et R_{2}.
Au départ, les robinets R_{1} et R_{2} sont fermés. Seul le flacon de volume V_1 contient un gaz sous la pression p_1 = 3,0 \cdot 10^5, les deux autres flacons étant vides. Le gaz est supposé parfait et sa température est constante pendant l'expérience et égale à 20 °C.
(Voir schéma)
1)  On ouvre le robinet R_{1}. Quelle est le pression finale dans le flacon de volume V_{1} ?
Ma réponse:
20 °C \approx 293 K
Je connais (d'après mes cours):
la loi d'Avogadro
la loi de J. Charles
la loi de Gay-Lussac
la loi de Mariotte

Quelle loi dois-je utiliser pour effectuer ce calcul ?
Je vous donnerai ensuite mes réponses aux deux autres questions, qui sont en relation avec celle-ci.

Merci d'avance
Sylvain

Pression d\'un gaz parfait dans 3 récipients

Posté par valerie52 (invité)re: pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 20-04-07 à 13:10

bonjour.
je pense que tu dois utiliser la loi des gaz parfaits:
p1*V1=n*R*T p1=pression    V1=volume  n=qt de matière
R=constante des gaz parfaits   T=température en K
il semble manquer certaines données.
donc tu utilises: p1=(n*R*T)/V1
voilà. bon courage

Posté par
sylvain du CNED
re: pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 20-04-07 à 13:25

J'ai recopié l'énoncé en entier. Voici ma réponse:

p_1 = \frac{n \times R \times T}{V_1}

p_1 = \frac{n \times 8,31 \times 293}{6}

Mais là, comment continuer, et en quelle unité faut-il mettre la quantité de matière ?

Merci de m'aider
Sylvain

Posté par
J-P
re : Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 20-04-07 à 13:31

1)
PV = nRT

PV = constante puisque n et T sont constants.

3.10^5 * 6 = P' * (6+4)
P' = 1,8.10^5 Pa
-----
Sauf distraction.  

Posté par
sylvain du CNED
re : Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 20-04-07 à 13:42

Bonjour

D'accord, j'ai compris. Voici la question 2):
On ouvre ensuite le robinet R_2. Quelle est la pression finale dans le flacon de volume V_1 ?

P' = 1,8.10^5 Pa

3,10^5 \times 6 = P'' \times (6 + 4 + 2)

18,6 = P'' \times 12

P'' = \frac {18,6}{12}

P'' = 1,55 Pa

Je trouve ce résultat bizarre. Me suis-je trompé ?

Posté par
sylvain du CNED
re : Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 20-04-07 à 13:47

Il y a quand même un point que je trouve bizarre. Dans votre calcul, ou sont n et T ?

Posté par
sylvain du CNED
re : Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 20-04-07 à 14:28

Pouvez-vous m'aider ?

Posté par
J-P
re : Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 20-04-07 à 16:27

Avec R1 et R2 ouvert:

PV = P''.V''
3.10^5 * 6 = P'' * (6+4+2)
P'' = 1,5.10^5 Pa
-----
n et T n'influencent pas ici les calculs, car ils ne varient pas en cours d'expérience, la quantité totale de matière reste n et la température T reste la même.

On a donc par exemple dans le 1) de l'exercice:

P1V1 = nRT (avant d'ouvrir R1)

Et aprés ouverture de R1:

P'.(V1+V2) = nRT

--> P1.V1 = P'(V1+V2)
-----







Posté par
sylvain du CNED
re : Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 20-04-07 à 16:55

Merci pour votre aide.

Sylvain

Posté par
sylvain du CNED
re : Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 25-04-07 à 15:56

Bonjour

Il y a encore un problème. Voici la question:
Les robinets étant à présent tous ouverts, à quelle température faudrait-il porter le gaz contenu dans les trois récipients pour retrouver la pression de départ du récipient 1 ?

Je ne vois pa quelle loi utiliser.
Pouvez-vous m'aider ?

Merci d'avance.
Sylvain

Posté par
sylvain du CNED
re : Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 25-04-07 à 15:58

Je ne vois pas quele loi utiliser. (j'avais oublié le s).

Posté par
sylvain du CNED
re : Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 25-04-07 à 16:09

J'ai peut-être une solution:

P = kT

3,0 \cdot 10^5 = k \times T

avec k  = une constante
       P = la pression
       T = ma température en Kelvin

Mais quelle est la constante k (je parle de sa valeur chiffrée) ?

Posté par
J-P
re : Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 25-04-07 à 16:28

3 robinet ouverts:

P1.V1 = nRT1
P3.(V1+V2+V3) = nRT3

P1.V1/P3(V1+V2+V3) = T1/T3
Si on veut P3 = P1 -->

V1/(V1+V2+V3) = T1/T3

6/12 = (273+20)/T2
T3 = 586 K
soit 313 °C
-----
Sauf distraction.  

Posté par
sylvain du CNED
re : Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 25-04-07 à 16:32

Merci, mais quelle est la valeur de T2 ?

Posté par
J-P
re : Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 25-04-07 à 16:35

Faute de frappe, lire T3 et pas T2

T3 étant la température cherchée.

Posté par
sylvain du CNED
re : Pression d'un gaz parfait dans 3 récipients 25-04-07 à 16:39

Encore merci pour votre aide.

Sylvain



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