Propriétés physiques des gaz

Propriétés physiques des gaz Théorie cinétique des gaz et Pression

Théorie cinétique • Cinétique : du grec kinêtikos Mouvement • Propriété qui distingue les gaz des autres substances • Énergie cinétique : Énergie que possède un corps en fonction de son mouvement. • Ek : Énergie cinétique (J) • m : masse (kg) • v : vitesse (m/s)

Vitesse des particules de gaz • Très difficile de prédire la vitesse et l’orientation du mouvement d’une particule à un moment précis. • Par contre : à température constante, la vitesse moyenne des particules d’un gaz est constante • Figure 1.11, page 51

Théorie cinétique des gaz • Gaz sont constitués de particules extrêmement petites et très espacées. • Distance entre particules tellement grande (1000 fois le diamètre) que le volume occupé est négligeable • Explique : gaz sont invisibles et compressibles • Particules continuellement en mouvement, se déplace de façon aléatoire dans toutes les directions. • Grande énergie cinétique  constant mouvement de translation • Obstacle ou autre particule  collision • Ne semblent pas affectées par les forces gravitationelles

Théorie cinétique des gaz (suite) • La collision se fait sans perte d’énergie • Collision  Tranfert d’énergie entre les particules • Ralentissement d’une particule, accélération de l’autre  Énergie cinétique moyenne conservée • Énergie cinétique moyenne dépend de la température • Température donnée  Énergie cinétique des gaz est constante, peu importe la nature • Augmentation de température  Augmentation de l’énergie cinétique  Augmentation de la vitesse moyenne

Diffusion et effusion • Principe de Pascal : • Gaz se déplace naturellement d’un milieu de pression forte vers un milieu de pression faible • Diffusion • Mélange de plusieurs gaz grâce au mouvement de leurs particules • Effusion • Passage d’un gaz par un très petit trou d’une paroi • Exemple : Vaisseaux sanguins

Vitesses de diffusion et d’effusion • Dépend de la nature d’un gaz • Figure 1.17, page 54

Pression • Définition : Force exercée par unités de surface • P : Pression (Pa) • F : Force (N) • A : Aire (m2) • Par la théorie cinétique : • Chaque collision avec une surface exerce une force perpendiculaire à la surface • Une collision, très petit, mais ensemble… • Donc : pression d’un gaz dépend du nombre de collisions

Pression (suite) • Particule légère  Déplacement rapide  plus de collisions • Particules lourdes  Déplacement lent  moins de collisions, mais avec plus de force • Donc : À température et pression constante  somme des forces dues aux collisions est la même pour tous les gaz

Pression atmosphérique • Pression exercée par les particules de l’atmosphère • Pression normale au niveau de la mer : • 760 mm Hg • 1 atm • 101,3 kPa

Mesure de la pression d’un gaz • Se fait avec un manomètre • Soit par lecture directe de la pression (manomètre à bout fermé) • Soit par la comparaison avec la pression atmosphérique (manomètre à bout ouvert)

Exemples : Figures 1.11 à 1.23, page 61

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