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Niveau seconde
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gaz : masse et température

Posté par
pavlina
27-05-10 à 11:21

Je ne comprend pas bien la leçon sur les gaz... Est-ce que la masse d'un certain volume de gaz dépend de sa température ? Pourquoi ?

Merci de votre aide !

Posté par
efpe
re : gaz : masse et température 27-05-10 à 13:10

Prends l'exemple d'un gaz parfait : PV = nRT
On peut écrire n = PV / (RT) ou encore m = MPV / ( RT)

On en déduit que :
- si la pression augmente (en laissant V et T constants), la masse d'un même volume de gaz augmente.
C'est normal car si tu augmentes la pression, tu forces les molécules à se resserrer donc à être plus nombreuse dans un même volume

- si tu augmentes la température (en laissant V et P constants), tu diminues la masse du volume de gaz.
Ca c'est ce que nous dit la formule.
Attention quand même : si tu prends un volume de gaz dans un récipient fermé, sa masse ne va jamais changer ! Car la quantité n de gaz enfermée est constante et tu ne la feras pas varier en la chauffant.
Par contre, imagine un ballon de mongolfière rempli de gaz. Ce ballon n'est pas fermé, les molécules d'air peuvent rentrer et sortir du ballon. Maintenant chauffe l'air dans le ballon (avec le bruleur) : les molécules dans le ballon vont voir leur température augmenter donc elles vont se déplacer plus vite ! Résultat : tu vas statistiquement avoir moins de molécules dans ton ballon pck elles seront ressorties plus vite dans l'atmosphère. Donc tu vas pouvoir dire "l'air dans mon ballon est plus léger". Du coup, par poussée d'archimède, ta mongolfière s'envole.

Posté par
pavlina
re : gaz : masse et température 27-05-10 à 13:53

Il s'agit de deux flacons fermés dont on parle dans un exercice. Merci donc pour tes précieuses explications...
Seulement je n'ai pas encore vu la notion de gaz parfait, alors est-ce que tu peux s'il te plaît m'indiquer également à quoi correspondent les lettres ?
n = quantité de matière
M = masse molaire
V = volume
P = pression ?
T = température ?
R = ???

Merci encore

Posté par
efpe
re : gaz : masse et température 27-05-10 à 13:56

Ah désolé

V est le volume (en m3)
P la pression en Pa
T la température en K
R une constante, appelée à juste titre constante des gaz parfaits qui vaut dans les 8,315 en unité SI

Posté par
pavlina
re : gaz : masse et température 27-05-10 à 14:03

d'accooord...
Et c'est quoi la définition d'un gaz parfait ?
J'ai cru voir je-n'sais-plus-où qu'un gaz parfait (au contraire des gaz réels) n'existait pas ...

Posté par
efpe
re : gaz : masse et température 27-05-10 à 14:10

Absolument un gaz parfait n'existe pas ^^

Mais c'est un modèle très pratique qui permet de prédire le comportement des gaz.

Dans ce modèle, on suppose que les molécules de gaz sont suffisamment éloignées les unes des autres pour pouvoir négliger les interactions électriques en elles.
Ce modèle est utile car on a montré que de nombreux gaz réels vérifiaient le modèle du gaz parfait dans des conditions normales de température et de pression.
En fait, du moment qu'on travaille à pression pas trop élevée (moins de 2 bar) , on peut estimer que le modèle du gaz parfait décrit bien les gaz réels.

N'hésite pas si tu as d'autres questions ^^

Posté par
pavlina
re : gaz : masse et température 27-05-10 à 14:22

Eh bien je saisis l'occasion ^^ : La pression, elle se définit par quelle(s) relation ? " PV = nRT " => P = nRT / V  
Y a-t-il une relation plus "simple" à comprendre ? (car la constante des gaz parfaits... j'ai en fait un peu de mal à me figurer ce que c'est )
Et comment les "interactions électriques" influent-elles sur les gaz ?

Posté par
efpe
re : gaz : masse et température 27-05-10 à 14:37

oula prenons les problèmes les uns après les autres

- Pas de panique au sujet de la constante des gaz parfaits ! Tu ne pourras pas te figurer ce que c'est puisqu'elle n'a aucune existence physique ! Elle vient du produit de deux autres constantes fondamentales : Na le nombre d'avogadro que tu connais et k appelée constante de bolztmann. Bref, ce que tu peux retenir c'est qu'on a besoin de cette constante dans la formule des gaz parfaits pour que l'équation s'accorde avec les expériences que les physiciens ont faites.

- Je vais essayer de t'expliquer ce qu'est la pression. Comme tu le sais peut-être, un gaz est constitué de molécules qui gigotent dans tous les sens. Quand on enferme un gaz dans un flacon, les molécules à l'intérieur vont forcément taper de temps en temps sur les parois. Même si ces molécules sont très petites, leur nombre et leur vitesse vont faire que les chocs sur les parois vont créer une force contre cette paroi. Le rapport de la force créée sur la surface de la paroi est appelée pression.
C'est ce qu'il se passe si tu débouches une bouteille de champagne : la pression du gaz à l'intérieur fait que le gaz pousse sur le bouchon et l'éjecte quand on l'aide un peu.

- Tu as du voir cette année la gravitation universelle (loi de Newton etc). Je ne sais plus si c'est au programme de seconde mais il existe une loi très semblable qui s'applique aux corps chargés électriquement (il suffit de remplacer la masse par la charge dans la loi). Une molécule de gaz est généralement neutre mais polarisée : ça signifie qu'il existe des différences de répartition des charges électriques à l'intérieur. De ce fait, les molécules ont tendance à s'attirer ou à se repousser entre elles. La loi des gaz parfaits a été établie en négligeant ces effets

Posté par
efpe
re : gaz : masse et température 27-05-10 à 14:48

C'est normal que tout ça te semble compliqué, ça fait beaucoup de choses à comprendre. N'hésite pas à demander des éclaircissements

Posté par
pavlina
re : gaz : masse et température 27-05-10 à 14:51

merciiii ... de m'avoir tout expliqué si patiemment
Tout est plus clair maintenant !

Posté par
efpe
re : gaz : masse et température 27-05-10 à 14:57

à ton service



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