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COMPORTEMENT DES GAZ VARIABLES DU COMPORTEMENT ET LOIS SIMPLES DES GAZ.

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1 COMPORTEMENT DES GAZ VARIABLES DU COMPORTEMENT ET LOIS SIMPLES DES GAZ

2 VARIABLES DU COMPORTEMENT DES GAZ Les relations entre 2 de ces variables permettent de déduire les lois simples de gaz Ces lois simples nous permettent de déduire des lois plus complexe (loi générale des gaz et loi des gaz parfaits) 4 variables principales Pression (P) : Nombre de collisions entre les particules Température (T) : Degré d’agitation des particules (E k ) Volume (V) : Espace entre les molécules (volume du contenant) Quantité de matière (n) : Nombre de particules (moles)

3 TPN ET TAPN La pression de l’air et la température varient beaucoup. On doit établir des normes pour faciliter la comparaison Température et pression normales (TPN) Température de 0 °C et pression de 101,3 kPa Température ambiante et pression normale (TAPN) Température de 25 °C et pression de 101,3 kPa

4 RELATION ENTRE PRESSION ET VOLUME 2 scientifiques présentent à quelques années d’intervalle la relation (Boyle 1662 et Mariotte 1676) Appelée loi de Boyle-Mariotte À température constante, le volume d’une masse de gaz est inversement proportionnel à la pression.

5 MATHÉMATIQUEMENT PARLANT…

6 ET LA THÉORIE CINÉTIQUE? Si la température reste constante et qu’on diminue la volume disponible, on réduit la distance entre les particules. Comme le même nombre de particules se retrouvent dans un espace plus petit, il y aura plus de collisions. Le nombre de collision étant la définition même de la pression, on augmente ainsi la pression.

7 RELATION ENTRE VOLUME ET TEMPÉRATURE 1787 : Scientifique français Jacques Charles travaille sur cette relation. Découvre que si on augmente la température d’un gaz, le volume augmente. Par contre, la variation ne semble pas proportionnelle si on utilise les °C Logique si on y pense, parce que à 0 °C, la matière possède encore de l’ E k et un volume.

8 ZÉRO ABSOLU ET ÉCHELLE KELVIN Si on extrapole la relation entre la température d’un gaz et son volume on trouve une température ou le volume « serait » nul À cette température, la matière n’existerait plus! (Ne se trouve qu’en théorie seulement) Lord Kelvin (1848) utilise cette idée pour une nouvelle échelle de température. 0 K = -273 °C et les intervalles sont équivalents à 1 °C. Permet de définir une relation proportionnelle entre la température d’un gaz et son volume.

9 LOIS DE CHARLES ET DE GUAY-LUSSAC

10 ET LA THÉORIE CINÉTIQUE? Si on augmente la température d’un gaz, on augmente l’énergie cinétique. Les particules bougent donc plus vite, ce qui augmente la possibilité de collisions, ce qui provoquerait un changement de pression. Si la pression reste constante, c’est que les collisions poussent les particules à s’éloigner les unes des autres. La distance entre les particules d’un gaz est la définition du volume d’un gaz.

11 RELATION ENTRE LA PRESSION ET LA TEMPÉRATURE

12 ET LA THÉORIE CINÉTIQUE? Explications très similaires à celles pour la relation entre la température et le volume… Si on augmente la température d’un gaz, on augmente l’énergie cinétique. Les particules bougent donc plus vite, ce qui augmente la possibilité de collisions. Si le volume disponible reste constant, il y aura plus de collisions. Le nombre de collision étant la définition de la pression, la pression augmentera.

13 RELATION ENTRE LE VOLUME ET LA QUANTITÉ DE GAZ Guay-Lussac observe que dans une réaction chimique, la proportion entre les volumes de réactifs et de produits gazeux sont des rapports simples de nombre entiers. (Décomposition de l’eau) De cette observation : Avogadro fait l’hypothèse qu’à température et pression constantes, un même volume de gaz contient la même quantité de matière Prouvé des années plus tard Très utile pour trouver par comparaison la masse molaire d’un gaz inconnu.

14 RELATION V-n (SUITE)

15 VOLUME MOLAIRE D’UN GAZ En se basant sur la loi d’Avogadro, on peut déterminer le volume occupé par une mole d’un gaz a une température et une pression donnée C’est le volume molaire (L/mol) À TPN : 22,4 L/mol À TAPN : 24,5 L/mol Autrement dit, à 25 °C et 101,3 kPa, 6,02 X10 23 particules d’un gaz occupent un volume de 24,5 L.


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