Monde Parfait

Chapitre 24 Sciences Physiques - BTS Thermodynamique des gaz parfaits 1 Le modèle du gaz parfait 1.1 Définition On appelle gaz parfait un ensemble de molécules sans interaction entre elles en dehors des chocs élastiques. Les molécules ne s’attirent ou ne se repoussent pas, elles ne font que se cogner les unes aux autres. Les gaz parfaits ne constituent en fait qu’un modèle qui constitue bien souvent une approximation acceptable. D’autres modèles sont possibles dont le plus connu est

On peut penser que cela favorise les réactions d’oxydo-réduction. 2. Durée d’autonomie de la pile GÉNÉPAC. 2.1.1. (0,25) nR(H2) = = 1,5×103 mol Le réservoir a un volume V = 15,0 L et il contient nR(H2) mol de dihydrogène D’après la loi des gaz parfaits, on a P0.V0 = nR(H2).R.T0 V0 = (0,25) V0 = = 33,7 m3 = 34 m3 avec deux chiffres significatifs (0,25) 2.1.2. Il y a 170 cellules élémentaires, on a alors (0,25) 2.2.1. Q = I.t (0,25) 2.2.2. Q = n(e-).NA.e (0,25) 2.2.3. D’après l’équation(1) :

et de pression (0°C, 1bar), les chaleur de réactions sont : Q1 = 75 KJ ; Q2 = 393 KJ ; Q3 = 242 KJ Calculer dans les mêmes conditions, la quantité -de chaleur dégagée par la combustion d'un mètre cube de méthane (on assimilera le méthane à un gaz parfait), les gaz étant ramenés à la température initiale. on http:physiquechimie.sharepoint.com 

la température se rééquilibre assez lentement. 2.3. Équation d’état • Certaines variables dʼétat, non indépendantes, peuvent être reliées par une “équation dʼétat” qui caractérise ainsi lʼétat du système. Par exemple : nRT ◊ lʼéquation des gaz parfaits : p = ; V ◊ lʼéquation de tension dʼun ressort : F = k(T) [ℓ - ℓ0(T)]. ◊ remarque : toute équation dʼétat a un domaine de validité ! ◊ remarque : il peut y avoir des variables dépendantes sans quʼil y ait forcément une équation dʼétat ; par exemple

Calculer la masse molaire moyenne de l'air. 2. En assimilant l'air à un gaz parfait, calculer la masse volumique de l'air à température et pression ambiante T = 25 ◦ C et P = 1 atm. On prendra R = 8, 31 J.K−1 .mol−1 . 3. Estimer la masse d'air dans la salle de TD. Exercice 4 (Distance ) inter-moléculaire dans un gaz parfait 1. Evaluer la densité particulaire n∗ (i.e. le nombre de molécules par unité de volume) d'un gaz parfait dans les conditions standard de température et de pression (T = 25 ◦ C

A.I.1.3. Rappeler la définition d'un gaz parfait. Donner l'expression des fonctions d'état énergie interne U, enthalpie H, entropie S(T,V) et S(T,P) de ce gaz (T : température thermodynamique, V volume molaire, P pression). On introduira pour cela les capacités thermiques appropriées, qui seront supposées constantes dans le domaine de température considéré. A.I.2. Application : transformation isotherme d'un gaz parfait On considère une mole de gaz parfait placé dans un cylindre vertical de section

le BAR et le Pascal : 1Bar=10⁵Pa IV) Relation des gaz parfaits / !!\ Gaz parfait ≠ Gaz noble /!!\ Le modèle du gaz parfait est défini par le mouvement des molécules qui sont suffisamment éloignées les unes des autres pour ne pas rentrer en collision. C’est le cas des gaz qui sont à faible pression (quelques bars). *Relation des gaz parfaits : P*V=n*R*T P : Pascal en Pa V : Volume en m³ n : Mol R : Constante des gaz parfaits : 8.314 usi T : Température en °K

Pour un gaz parfait, ce volume ne dépend pas de la nature du gaz. A la pression de 100 kPa (1 bar) il est égal à 22.710 980(38) dm³/mol à 0°C et 24.789 598(42) dm³/mol à 25°C. {draw:frame} Aussi : P.V =n.R.T n quantité de matière (mol) P pression (Pa "pascal") V volume (m³) T température (K "kelvin") R est la constante du gaz parfait R = 8,314 472 Pa.m3.K-1.mol-1 Cette formule s'applique aux gaz et n'est à priori valable que dans le cadre du modèle du gaz parfait * {draw:frame}

et une constante : PV = nRT Où P est la pression et Pascal, V le volume en m^3, n la quantité de matière en moles, R la constante des gaz parfait, et T la température en Kelvin. Cette équation établit le rapport entre la pression, le volume, la quantité de matière et la température d’un gaz parfait. A noter que l’on peut considérer l’air comme un gaz parfait. Cette équation nous permet de comprendre en quoi chauffer l’air d’un ballon réduit le poids de l’air contenu dedans, autrement dit : lorsqu’on

système chimique, il faut lui ajouter la condition d’équilibre chimique, avec une composition uniforme. 5-Equation d’état L’équation d’état d’un système est la relation entre ces paramètres d’état. Exemples o L’équation d’état d’une mole de gaz parfait monoatomique est : PV nRT = o L’équation d’état d’un gaz réel est : 2 2 ( )( ) a P n v nb nRT v +−= 6-Transformation d’un système Une transformation est l’évolution d’un système d’un état d’équilibre initial à un état d’équilibre final