LA PRESSION D’UN GAZ

Variation de la pression Animation ostralo http://sciences-physiques.ac-dijon.fr/documents/Flash/pression/pression.swf - Au cours de leur déplacement, les molécules de gaz se trouvant dans un récipient, heurtent violemment les parois . Le nombre de chocs augmente lorsque  le nombre de molécule dans le récipient augmente  la température augmente  le volume du récipient diminue

- Plus les chocs sont nombreux, plus la force exercée par les molécules sur les parois est .................., plus la pression .................. importante augmente Si F augmente P augmente

Pression et volume 20 25 30 Une seringue est reliée à un manomètre V(mL) P(hPa) 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Une seringue est reliée à un manomètre

Pression et volume V(mL) P(hPa) 20 1003 25 817 30 682 35 590 40 521 45 464 50 417 55 379 60 348 Une seringue est reliée à un manomètre

Pression et volume V(mL) P(hPa) 20 1003 25 817 30 682 35 590 40 521 45 464 50 417 55 379 60 348 Une seringue est reliée à un manomètre LA PRESSION D’UN GAZ AUGMENTE LORSQUE SON VOLUME ............... DIMINUE  Quand on comprime un gaz, le volume disponible pour ses molécules diminue, les chocs des molécules sur les parois sont plus fréquents, et la pression augmente

V (mL) P (hPa) 20 1003 25 817 30 682 35 590 40 521 45 464 50 417 55 379 60 348 Courbe 1

V (mL) P (hPa) 20 1003 25 817 30 682 35 590 40 521 45 464 50 417 55 379 60 348 Courbe 1

Courbe 1 Courbe 2 V (mL) P (hPa) 1/V (mL-1) P(hPa) 20 1003 25 817 30 682 35 590 40 521 45 464 50 417 55 379 60 348 Courbe 1 1/V (mL-1) P(hPa) 5,0.10-2 1003 4,0.10-2 817 3,3.10-2 682 2,9.10-2 590 2,5.10-2 521 2,2.10-2 464 2,0.10-2 417 1,8.10-2 379 1,7.10-2 348 Courbe 2

Courbe 1 Courbe 2 V (mL) P (hPa) 1/V (mL-1) P(hPa) 20 1003 25 817 30 682 35 590 40 521 45 464 50 417 55 379 60 348 Courbe 1 1/V (mL-1) P(hPa) 5,0.10-2 1003 4,0.10-2 817 3,3.10-2 682 2,9.10-2 590 2,5.10-2 521 2,2.10-2 464 2,0.10-2 417 1,8.10-2 379 1,7.10-2 348 Courbe 2

1 V P = ...... K x Loi de Boyle Mariotte D’après la courbe 2, on peut dire que P est .......................... à 1/V proportionnelle 1 V P = ...... K x  Lorsque le volume est divisé par 2, la pression est ................ multipliée par 2

Pression et température  On chauffe un récipient et on note la pression du gaz T(°C) P(hPa)

Pression et température  On chauffe un récipient et on note la pression du gaz T(°C) P(hPa) 26,8 1012 29,3 1021 33,7 1035 37,8 1048 39,3 1053 44,3 1070 46,1 1076 50,3 1090 LA PRESSION D’UN GAZ AUGMENTE LORSQUE SA TEMPERATURE .................... AUGMENTE

gaz à 25°C à 100°C Dihydrogène 1 900 m.s-1 2 100 m.s-1 Vitesses moyennes de différents gaz selon la température gaz à 25°C à 100°C Dihydrogène 1 900 m.s-1 2 100 m.s-1 Dioxyde de carbone 410 m.s-1 460 m.s-1 Butane 360 m.s-1 400 m.s-1  Lorsque la température augmente, la vitesse d’agitation des molécules augmente également; elles frappent violemment les parois du récipient, et la pression augmente

Traçons sur un graphe les variations de la pression en fonction de la température

 Changeons les échelles du graphique  Et continuons de tracer la droite

 La pression est nulle pour T = -273,15 °C La pression devant rester positive, la température ne peut pas être inférieure à – 273,15°C -273,15°C

-273, 15°C est la température la plus basse que l’on puisse envisager où il y a une absence totale d’agitation thermique  On introduit une autre échelle de température, graduée en K (kelvins), dans laquelle il n’y a pas de température négative  0 K = -273,15°C

Vers l’équation des gaz parfaits La pression d’un gaz dans un récipient dépend donc  de l’importance des chocs des molécules sur les parois  Le nombre de chocs par seconde dépend  du volume du récipient  de la température du gaz  du nombre de molécules dans le récipient

n (mol) T(°C) T(K) V(mL) V(m3) P (bar) P (Pa) 8.10-4 15 1.10-3 40 20 2.10-3 100 30 2,3.10-3 160 35 2,8.10-3 300 50 3.10-3 200

n (mol) T(°C) T(K) V(mL) V(m3) P (bar) P (Pa) 8.10-4 15 1,21 1.10-3 40 20 1,3 2.10-3 100 30 2,07 2,3.10-3 160 35 2,37 2,8.10-3 300 50 2,67 3.10-3 200 2,36

T(K) = T(°C) + 273,15 n (mol) T(°C) T(K) V(mL) V(m3) P (bar) P (Pa) 8.10-4 15 1,21 1.10-3 40 20 1,3 2.10-3 100 30 2,07 2,3.10-3 160 35 2,37 2,8.10-3 300 50 2,67 3.10-3 200 2,36

T(K) = T(°C) + 273,15 n (mol) T(°C) T(K) V(mL) V(m3) P (bar) P (Pa) 8.10-4 273,15 15 1,21 1.10-3 40 313,15 20 1,3 2.10-3 100 373,15 30 2,07 2,3.10-3 160 433,15 35 2,37 2,8.10-3 300 573,15 50 2,67 3.10-3 200 473,15 2,36

1 mL = 10-6 m3 n (mol) T(°C) T(K) V(mL) V(m3) P (bar) P (Pa) 8.10-4 273,15 15 1,21 1.10-3 40 313,15 20 1,3 2.10-3 100 373,15 30 2,07 2,3.10-3 160 433,15 35 2,37 2,8.10-3 300 573,15 50 2,67 3.10-3 200 473,15 2,36

1 mL = 10-6 m3 n (mol) T(°C) T(K) V(mL) V(m3) P (bar) P (Pa) 8.10-4 273,15 15 15x10-6 1,21 1.10-3 40 313,15 20 20x10-6 1,3 2.10-3 100 373,15 30 30x10-6 2,07 2,3.10-3 160 433,15 35 35x10-6 2,37 2,8.10-3 300 573,15 50 50x10-6 2,67 3.10-3 200 473,15 2,36

1 bar = 105 Pa n (mol) T(°C) T(K) V(mL) V(m3) P (bar) P (Pa) 8.10-4 273,15 15 15x10-6 1,21 1.10-3 40 313,15 20 20x10-6 1,3 2.10-3 100 373,15 30 30x10-6 2,07 2,3.10-3 160 433,15 35 35x10-6 2,37 2,8.10-3 300 573,15 50 50x10-6 2,67 3.10-3 200 473,15 2,36

1 bar = 105 Pa n (mol) T(°C) T(K) V(mL) V(m3) P (bar) P (Pa) 8.10-4 273,15 15 15x10-6 1,21 1,21x105 1.10-3 40 313,15 20 20x10-6 1,3 1,3x105 2.10-3 100 373,15 30 30x10-6 2,07 2,07x105 2,3.10-3 160 433,15 35 35x10-6 2,37 2,37x105 2,8.10-3 300 573,15 50 50x10-6 2,67 2,67x105 3.10-3 200 473,15 2,36 2,36x105

n (mol) T(K) V(m3) P (Pa) 8.10-4 273,15 15x10-6 1,21x105 1.10-3 313,15 20x10-6 1,3x105 2.10-3 373,15 30x10-6 2,07x105 2,3.10-3 433,15 35x10-6 2,37x105 2,8.10-3 573,15 50x10-6 2,67x105 3.10-3 473,15 2,36x105

n (mol) T(K) V(m3) P (Pa) 8.10-4 273,15 15x10-6 1,21x105 8,31 1.10-3 313,15 20x10-6 1,3x105 8,30 2.10-3 373,15 30x10-6 2,07x105 8,32 2,3.10-3 433,15 35x10-6 2,37x105 8,33 2,8.10-3 573,15 50x10-6 2,67x105 3.10-3 473,15 2,36x105

P.V = n.R.T P : pression du gaz (Pa) V : volume occupé par le gaz (m3) n : quantité de matière du gaz (mol) T : température absolue (K) R : constante du gaz parfait R = 8,31 SI