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vitesse quadratique moyenne

Posté par
la_si_do
08-10-13 à 22:59

bonjour à tous,
Je viens de me lancer dans la première année de fac de médecine et le niveau est super haut, aussi ais-je des difficultés ... j'espère que quelqu'un sera à même de m'aider
voici l'énoncé d'un exercice qui fait suite à un TD :

1. quelle est la vitesse quadratique moyenne d'une molécule d'oxygène à 20° ?
--> v= racine carré ((3RT)/M) = 15 m/S

2. on admet que l'energie moyenne de la liaison hydrogène est de 20 kJ/mol dans l'eau. comparer cette valeur à l'energie cinétique moyenne de translation de la molécule d'oxygène ...
je ne sais absolument pas comment faire pour cette question ...

Merci de votre aide

Posté par
alban
re : vitesse quadratique moyenne 09-10-13 à 12:42

Bonjour,

2. vous devez calculer l'énergie moyenne d'une liaison hydrogène seule (ça ne va pas faire beaucoup) et la comparer à l'énergie cinétique moyenne de translation d'une molécule d'oxygène (ce que vous pouvez faire si vous connaissez Ec = 1/2 mv^2, et m, puisque vous avez déjà v).

Et non, ça n'est pas du niveau super haut en physique... désolé

Posté par
J-P
re : vitesse quadratique moyenne 09-10-13 à 14:16

Je pense que dans v = racine carrée((3RT)/M), M doit être en unités SI (kg/mol) et pas en (g/mol) ... et donc v = 478 m/s et pas 15 m/s comme tu as trouvé.

Posté par
la_si_do
re : vitesse quadratique moyenne 09-10-13 à 18:30

Merci pour vos réponses, ca me fait très plaisir de voir que des personnes veuillent bien m'aider !
je ne savais pas que les masses molaires étaient exprimées en kg/mol, je les ais toujours utilisées en g/mol ...

Sinon je ne trouve pas le moyen de déterminer m pour calculer Ec ... je pensais à la formule m=nM mais je ne connais pas n : et pourquoi calculer l'energie moyenne d'une liaison hydrogène seule ?

merci de me répondre

Posté par
J-P
re : vitesse quadratique moyenne 09-10-13 à 19:17

Les masses molaires sont en général exprimées en g/mol

Mais ici, si on prend la valeur de R = 8,314 J.mol^-1.K^-1, le système d'unités est le SI ...
Et donc M doit être exprimée aussi dans le SI, donc en kg.mol^-1 et on a la vitesse en m.s^-1
-----

Pour calculer Ec, le "m" est la masse d'une molécule de O2.

On sait que la masse molaire de O2 est 32 g/mol ...
et une mole de molécules de 2 contient 6,02.10^23 (nombre d'Avogadro) molécules de O2.

Attention encore aux unités (rester dans le SI) pour le calcul de Ec.
-----

Posté par
alban
re : vitesse quadratique moyenne 09-10-13 à 19:24

En fait, le plus difficile est de ne pas se tromper dans les applications numériques... j'aurais du sauter au plafond avec les 15 m/s à 20 °C !

Posté par
la_si_do
re : vitesse quadratique moyenne 09-10-13 à 22:17

D'accord, merci pour l'info de la masse molaire, je ne me ferais pas avoir la prochaine fois !

Alors voici mon calcul :
Ec = 1/2 mv²

m=nM = 1,66.10^-24 * 32 = 5,31.10^-23 g ( n=1/6,02.10^23)

Ec = 6,06.10^-15 J (avec la masse en kg)

donc cette energie est faible comparer à la liaison hydrogène

Il y a une dernière question : calculer la distance quadratique moyenne parcourue sur un axe donné en 1s

X = racine carrée ( 2 D t) où D : coef de diffusion de l'oxygène = 1,1.10^-5
X = 4,7.10^-3 m

Je vous remercie d'avance de m'indiquer si mes réponses sont exactes et m'aider le cas échéant, merci

Posté par
J-P
re : vitesse quadratique moyenne 10-10-13 à 10:28

Attention : 1 kg = 1000 g et pas le contraire ... comme tu l'as certainement fait dans ta conversion d'unité.

m = 32.10^-3/(6,02.10^23) = 5,32.10^-26 kg

Ec = (1/2) * 5,32.10^-26 * 478² = 6,08.10^-21 J
-----
Sauf distraction.  

Posté par
la_si_do
re : vitesse quadratique moyenne 10-10-13 à 18:48

Merci mille fois !!
Pourriez vous juste encore m'indiquer si la dernière question est juste svp ?
Merci encore et bonne soirée



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