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agitation des particules

Posté par
romainromain
23-10-17 à 09:15


Bonjour, voici un exercice dont je ne comprends pas la solution et pour lequel j'aimerai quelques avis ou explications

Voici le texte:
L'effusion d'un gaz est la fuite de ses molécules d'une enceinte sous pression vers une enceinte vide, à travers un petit orifice. La probabilité pour une molécule de passer à travers l'orifice dans un intervalle de temps donné est proportionnelle à sa vitesse. On admet que l'énergie des particules liée à leur agitation thermique augmente avec la vitesse, mais aussi avec la masse des particules

Questions:

1) Pour que le nombre de molécules de diazote contenues dans une enceinte percée diminue plus rapidement, faut-il augmenter ou diminuer la température du gaz?

2) L'effusion est utilisée pour enrichir l'uranium naturel, principalement constitué des isotopes 238U et 235U, en 235U, le seul isotope à être un combustible pour les centrales nucléaires. Quel est l'isotope qui s'échappe le plus vite?




A la 1), j'ai répondu qu'il faut augmenter la température, car cela augmente l'agitation (et la vitesse) des particules

Pr la 2),Il est dit dans le texte que l'energie des particules augmente avec leur masse.
Or le U238 a une masse plus importantes que le U235, donc selon moi il a une vitesse plus importante et donc aura tendance à s'échapper plus vite que le 235U. (dans le corrigé que je possède il est indiqué un raisonnement similaire mais la conclusion indiquée est que c'est le 235U qui s'échappe plus vite, je me demande si c'est une erreur ou si quelque chose m'échappe)


Merci d'avance

Posté par
dirac
re : agitation des particules 23-10-17 à 09:38

Hello

Je ne sais si tu retranscris l'énoncé original mail il est vrai que le texte peut prêter à confusion ou bien mériterait d'être un peu plus complet.

Si U238 et U235 ont même température, c'est qu'ils ont la même énergie cinétique.

L'énergie augmente avec la masse et la vitesse, donc si U238 a la même énergie cinétique que U238 pour une masse plus importante, alors sa vitesse est plus faible.

Pour t'en convaincre:

Ec_{8} = \frac{1}{2}m_{8}v^2_{8}   (expression de l'énergie cinétique que tu as peut être déjà apprise)

Ec_{5} = \frac{1}{2}m_{5}v^2_{5}

Or    Ec_{5} = Ec_{8}  (si tu veux approfondir, tape "cinétique des gaz sur Google" )

Donc \frac{1}{2}m_{8}v^2_{8}  = \frac{1}{2}m_{5}v^2_{5}

Donc  \frac{m_{8}}{m_{5}} = (\frac{v_{5}}{m_{8}})^2

Posté par
dirac
re : agitation des particules 23-10-17 à 09:40

Et bien sûr je clqique sur poster au lieu de aperçu pour me relire.

La boulette, il fallait lire:

L'énergie augmente avec la masse et la vitesse, donc si U238 a la même énergie cinétique que U235 pour une masse plus importante, alors sa vitesse est plus faible

Posté par
J-P
re : agitation des particules 23-10-17 à 10:37

Pour info sur l'enrichissement de l'uramium par effusion gazeuse :

Voir page 4 sur ce lien :

Posté par
romainromain
re : agitation des particules 27-10-17 à 13:16


Bonjour, merci pour ces réponses, j'ai bien compris



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