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1 Pression dans les gaz Notez sur votre cours tout ce qui est inscrit en lettres droites. Ne rien inscrire sur ce document! 1. Le monde qui nous entoure est formé de solides, de liquides et de gaz. Nous allons étudier le phénomène de la pression dans les gaz. Les gaz sont formés de MOLÉCULES. Ainsi le dioxygène de l air que nous respirons est formé de Tournez la page pour vérifier votre réponse. Réponse ,24 nm 10 cm Ce cube dont l arête mesure.... cm contient un volume d air de.... cm 3 =.... litre. Lors d une aspiration normale de 1 litre d air, le nombre de qui entrent dans nos poumons est de..... Réponse 14 vitesse 15. Si nous nous déplaçons dans une pièce, notre visage subit en moyenne le même nombre de pendant le même temps, parce que la pression moyenne est en tout point de la pièce. Réponse 21 constante (ou identique) (ou la même) 22. Récapitulons : Si on s élève de quelques mètres, la pression reste Si on s élève de 100 m ou plus, la pression de façon notable. Réponse 28 identiques différente 29. Généralisation : Lorsqu elle est assez faible, la pression d un gaz est indépendante de la des. Page 1

2 Réponse 1 2. Le dihydrogène, gaz utilisé pour gonfler les ballons sondes est formé de Les de dihydrogène sont toutes identiques mais des de dioxygène. Réponse cm 1000 cm 3 1 litre Regardez ce cube de 5 nm d arrête de ce même air, vous comptez..... Les sont donc RELATIVEMENT éloignées les unes des autres. Réponse 15 la même 16. D une manière plus générale, la d un gaz est due aux des de ce gaz. La pression avec le nombre de en un temps donné. Réponse 22 constante diminue 23. Si vous exposez en plein soleil une bouteille pleine d air bouchée, il se peut que son bouchon saute. La pression du gaz quand sa température s élève. Réponse 29 nature 30. Les résultats précédents sont résumés par la relation suivante : P V = n R T qui définit le modèle de comportement du gaz «parfait». Un gaz est considéré comme «parfait» lorsque les entre sont négligeables (un gaz à faible pression par exemple). P est V est T est n est le nombre de mol de de gaz contenues dans le volume V. R est une constante (sa valeur dépend des unités choisies). Page 2

3 Réponse 2 différentes 3. Le mélange de gaz appelé air est formé de de différentes espèces : principalement du (78 %), du (21 %) et 1 % d autres gaz (dioxyde de carbone, argon, néon, krypton ). L air est constitué de nombreuses différentes. Réponse Chaque molécule d un gaz se déplace en ligne droite avec une grande vitesse jusqu à ce qu elle rencontre une autre molécule ou une paroi. Il se produit alors un choc avec changement de vitesse et de Par exemple, en un milliardième de seconde, la molécule dont le trajet est représenté ci-contre subit..... Réponse pression Si vous enfoncez très lentement le piston d une pompe à bicyclette dont vous bouchez l orifice, vous réduisez l espace dans lequel se déplacent les. Les deviennent plus FRÉQUENTS, la Réponse Le nombre de enfermées dans la bouteille bouchée étant le même, l augmentation de pression est due à un accroissement de la vitesse des qui provoque : 1) une augmentation du nombre de 2) une de la «violence» des. Réponse 30 P : pression V : volume T : température 31. Cette relation montre que les 4 variables P, V, T et n sont interdépendantes. Ainsi de la relation précédente, on peut déduire : P = D après cette relation, la température et le nombre de restant constants, si on diminue le volume du récipient, la pression (nous retrouvons la conclusion du n 17) Page 3

4 Réponse 3 diazote dioxygène 4. La molécule de dioxygène O 2 est constituée de deux atomes d oxygène : elle est diatomique. (en grec «di» = 2 ; «mono» =... ; «tri» =...) L ozone, gaz présent dans la haute atmosphère, arrête une grande partie des rayons ultraviolets solaires et sans lui aucune vie ne serait possible sur Terre. La molécule d ozone est constituée de 3 atomes d oxygène : c est une molécule Réponse 10 direction En un milliardième de seconde, les contenues dans un litre d air subissent des milliards de milliards de qui produisent la PRESSION dans ces gaz. La pression dans un gaz est due aux des entre elles et contre les parois. Réponse 17 pression 18. Généralisons : À température constante, si le volume offert aux diminue, la fréquence des , donc la pression Réponse 24 augmentation 25. Ainsi, quand la température d un gaz s élève, la des (on parle d agitation thermique). Si le volume reste constant, la pression quand la Réponse 31 n R T P = V 32. Cette relation peut s écrire également : V = À pression et nombre de constants, si on diminue la température, si le récipient peut changer de volume (cas du piston), celui-ci Page 4

5 Réponse La molécule de dioxyde de carbone (ou gaz carbonique) est constituée d un atome de carbone et de deux atomes d oxygène : elle contient atomes, elle est donc Réponse Au cours de ces très nombreux la vitesse de chaque molécule varie, mais, en moyenne, la des du dioxygène dans l air est de l ordre de 500 m/s soit 1800 km/h (vitesse d un avion supersonique)! Réponse (1) (2) (3) Comparons les pressions dans les volumes (1), (2), (3) contenant le même nombre de du même gaz à la même température : la pression en (2) est plus qu en (1) la pression en (2) est plus qu en (3) Réponse vitesse température 18 C 40 C 25 C Ces 3 récipients ont le même volume et contiennent le même nombre de La pression la plus grande s exerce dans le récipient n... où la température est..... car la violence des est plus Réponse 32 n R T V = P diminue Page 5

6 Réponse Quel que soit le gaz, la longueur des est très petite (environ m). Ainsi, pour la molécule de dioxyde de carbone, = 0, ou = 3 10 m On exprimera une aussi petite longueur en nanomètre (abréviation nm). 1 nm = m ici =..... nm Réponse 12 vitesse 13. La distance parcourue par une molécule entre deux est très petite à notre échelle mais très grande à l échelle de la molécule. Par exemple, dans le dioxygène, à température ordinaire, la distance moyenne d entre deux est environ 250 fois plus grande que la plus grande dimension de la molécule. dioxygène dioxygène d = 60 nm = 0,24 nm d, petit à notre échelle, est à l échelle de la molécule. Réponse 19 grande petite 20. Exemple : En altitude, la respiration est plus difficile : l air est raréfié. Quand on s élève, le nombre de dans un volume donné diminue. Le nombre de par unité de surface et de temps diminue donc : la pression quand l altitude. Réponse C grande 27. Récapitulons : La pression d un gaz quand la fréquence des (nombre de par unité de temps) ou la des. Page 6

7 Réponse m 0,3 nm 7. La molécule de dioxygène mesure = 2, m ou..... nm Réponse 13 énorme 14. Notre visage, comme toute surface située dans l air, reçoit en permanence une grêle de animées d une grande provenant de toutes les directions. Notre visage est soumis à la PRESSION continue des de l air. Réponse 20 diminue 21. Pour l alpiniste qui descend du sommet du Mont blanc à Chamonix, la pression de l air Par contre, s il descend du 1 er étage au rez de chaussée, la pression ne varie pratiquement pas, on peut considérer qu elle est Réponse 27 «violence» 28. dioxygène ozone dioxyde de carbone molécule diatomique molécule molécule Dans ces trois récipients, les volumes, les nombres de et la température sont Des mesures pourraient montrer que si la pression est faible, elle est la même dans les 3 récipients bien que les gaz soient de nature Page 7