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Chapitre II Cinétique des gaz Physique Statistique (L3) ENS-Lyon UCBL (Lyon 1) Frédéric Caupin.

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1 Chapitre II Cinétique des gaz Physique Statistique (L3) ENS-Lyon UCBL (Lyon 1) Frédéric Caupin

2 Le potentiel de Lennard-Jones NeonArgonKryptonXenon ε/k B (K)47,0119,8167,0257,4 σ (nm)0,2720,34050,3670,3924 M (g/mol)20,1839,9583,80131,29 T éb. (K)27,0787,3119,93165,03

3

4 Taille typique des simulations

5 Atmosphère, atmosphère… ParticuleM (g/mol) v quad. K (m/s) v quad. K (m/s) O2O N2N He H2H PlanèteVitesse de libération (m/s) Terre Lune2 400 Mars5 000

6 Pas de physique à table ! « Si jétais assis au bout dune longue salle à manger et quun majordome apportait le dîner à lautre bout, il faudrait un certain temps avant que je puisse sentir ce que je suis sur le point de manger. Si les atomes volaient à plusieurs centaines de mètres par seconde, je devrais sentir le dîner aussitôt que je le vois. » Christoph Buys-Ballot, Ann. Phys (1858) Les atomes ne vont pas en ligne droite sur de telles distances !

7 Le libre parcours moyen (Clausius 1857) P=0,1 MPa T=300K distance entre particules = 104 nm vitesse moyenne v 500 m/s temps de collision 0,2 ns i.e. 5 milliards de collisions par secondes !

8 La taille des atomes (1865) T=273 KNeonArgonXenon η (µPl)29,7420,9921,1 M (g/mol)20,1839,95131,29 σ calc. (nm)0,220,310,42 σ L-J (nm)0,2720,34050,3924 Viscosité : Maxwell, Meyer Diffusion : Graham et Loschmidt Conductivité thermique : Stefan

9 Distribution de Maxwell

10 Vérification de la distribution de Maxwell Par ex. : Eldridge, Phys. Rev (1927)

11 Ludwig Boltzmann ( )

12 La flèche du temps

13 Lallure de H

14 Application aux réactions chimiques Voir les diapositives de


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