Relation entre le volume et la température dans un gaz

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1 Relation entre le volume et la température dans un gaz
Lorsqu’on a un gaz dans un ballon, la ________ demeure toujours la même car le ballon s’étire sous l’effet de la pression. Si on chauffe l’air dans un ballon, les molécules deviendront plus agitées, donc elles chercheront à faire augmenter la pression, mais le ballon s’ajustera en augmentant son _________. pression volume

2 Donc, une augmentation de température entraîne une augmentation de volume. C’est une proportionnalité _______. La loi de Charles V1 = V2 T1 T2 ***Note : la température est toujours exprimée en _______ directe kelvin

3 Application de la loi de Charles
La loi de Charles permet de calculer le volume d’un gaz à une certaine température lorsque le volume et la température de départ sont connus. Exemple : Un ballon contient 1.00 L de propane à 27oC. Quel sera le volume de ce ballon si il est placé dans un congélateur à 4oC ? V1 = T1 = V2 = T2 = Le volume du ballon sera 1.00 L V1= V2 T1 T2 V1T2 = V2T1 +273 27oC 300 K x 1.00 L x 277 K = V2 x 300 K 300 K +273 300 K 277 K 4oC 0.92 L = V2 0.92 L

4 ATTENTION. Ce problème comporte quelques attrapes
***ATTENTION*** Ce problème comporte quelques attrapes. Réfléchis : la réponse que tu trouves fait-elle du sens ? Exemple : Un ballon est gonflé jusqu’à 35.0 L en après-midi, alors qu’il fait 29oC. Le volume du ballon diminue de 2.0 L durant la nuit. Quelle température faisait-il pendant la nuit ?

5 Application de la loi de Charles
Un ballon est gonflé jusqu’à 35.0 L en après-midi, alors qu’il fait 29oC. Le volume du ballon diminue de 2.0 L durant la nuit. Quelle température faisait-il pendant la nuit ? V1 = T1 = V2 = T2 = La température dans la nuit est de V1= V2 T1 T2 35.0 L V2T1 = V1T2 302 K +273 29oC 33.0 L 33.0 L x 302 K = L x T2 x 35.0 L 35.0 L 284.7 K = T2 284.7 K -273 11.7 oC

6 Exercices page 446 # 8, 9, 10, 11

7 8. Un échantillon d’azote gazeux recouvrant un circuit imprimé occupe un volume de 300 mL à 17 oC et à 100 kPa. Quel volume l’azote occupera-t-il à 100oC si la pression demeure constante? V1 = T1 = V2 = T2 = Le volume du gaz sera 300 mL V1= V2 T1 T2 V1T2 = V2T1 +273 17oC 290 K x 300 mL x 373 K = V2 x 290 K 290 K 290 K 100oC 373 K +273 386 mL = V2 386mL

8 9. On remplit complètement un ballon de 2
9. On remplit complètement un ballon de 2.5 L avec de l’hélium à l’intérieur, par une température de 24.2 oC. On sort le ballon dehors par une journée froide d’hiver (-17.5oC),. Que devient le volume du ballon si on suppose que la pression est constante? V1 = T1 = V2 = T2 = Le volume du ballon sera 2.5 L V1= V2 T1 T2 V1T2 = V2T1 +273 297.2 K 24.2oC x 2.5 L x K= V2 x K 255.5 K 297.2 K -17.5oC +273 K 2.15 L = V2 2.15 L

9 10. On laisse se dilater 10.0 L de néon à 20oC jusqu’à un volume de 30.0 L Si la pression demeure constante, quelle est la température finale (en degré Celsius)? V1 = T1 = V2 = T2 = La température dans la nuit est de V1= V2 T1 T2 10.0 L V2T1 = V1T2 +273 293 K 20oC 30.0 L 30.0 L x 293 K = L x T2 x 10.0 L 10.0 L 879 K = T2 879 K -273 606 oC

10 11. On aspire un échantillon de 14. 5 cm3 d’oxygène gazeux à 24
11. On aspire un échantillon de 14.5 cm3 d’oxygène gazeux à 24.3 oC dans une seringue de volume maximal de 60 cm3. Quelle est la variation maximale de température à laquelle l’oxygène est soumis avant que le piston ne soit expulsé complètement de la seringue ? V1 = T1 = V2 = T2 = Le piston sera expulsé à plus de V1= V2 T1 T2 14.5 cm3 V2T1 = V1T2 +273 297.3 K 24.3oC 60 cm3 60 mL x K = mL x T2 x 14.5 mL 14.5 mL 1230 K = T2 1230 K -273 957 oC