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Comportement au gaz : distribution et transitions

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Description

Cette séance de cours couvre la distribution des vitesses de gaz décrites par les fonctions Boltzmann et Maxwell, le comportement des gaz réels à l'aide de l'équation Van der Waals, et les transitions de phase des gaz. Il explique comment déterminer la distribution expérimentale des vitesses et les modifications nécessaires dans la loi idéale sur les gaz pour les gaz réels. La séance de cours traite également de la température et de la pression critiques, de la coexistence des phases liquide et gazeuse et du concept d'humidité par rapport à la pression de vapeur. En outre, il examine les transitions de phase des gaz et l'importance d'étudier les transitions de phase dans divers états de la matière.

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Concepts associés (32)

Loi des gaz parfaits

vignette|Isothermes d'un gaz parfait (diagramme (P,V,T)). La relation entre la pression P et le volume V est hyperbolique . En physique, et plus particulièrement en thermodynamique, la loi des gaz parfaits, ou équation des gaz parfaits, est l'équation d'état applicable aux gaz parfaits. Elle a été établie en 1834 par Émile Clapeyron par combinaison de plusieurs lois des gaz établies antérieurement. Cette équation s'écrit : avec : la pression (Pa) ; le volume du gaz (m3) ; la quantité de matière (mol) ; la constante universelle des gaz parfaits (≈ ) ; la température absolue (K).

Gaz

vignette|Sphère de stockage de gaz naturel. vignette|Conduite de gaz de ville en polyéthylène. vignette|Panneau indiquant une conduite de gaz enterrée en France. vignette|Les gaz de combat ont été produits et utilisés de manière industrielle lors de la Première Guerre mondiale. Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper tout le volume disponible.

Gaz parfait

Le gaz parfait est un modèle thermodynamique décrivant le comportement des gaz réels à basse pression. Ce modèle a été développé du milieu du au milieu du et formalisé au . Il est fondé sur l'observation expérimentale selon laquelle tous les gaz tendent vers ce comportement à pression suffisamment basse, quelle que soit la nature chimique du gaz, ce qu'exprime la loi d'Avogadro, énoncée en 1811 : la relation entre la pression, le volume et la température est, dans ces conditions, indépendante de la nature du gaz.

Pression de vapeur

La pression de vapeur est la pression partielle de la vapeur d'un corps présent également sous forme liquide ou solide. Lorsque le système est à l'équilibre (les proportions relatives de gaz et liquide ou solide ne varient pas), la pression de vapeur est dite « saturante ». Lorsque le système est hors équilibre : si la pression de vapeur est inférieure à la pression de vapeur saturante, une portion de liquide ou de solide passe sous forme gazeuse (évaporation, vaporisation ou sublimation) ; si la pression de vapeur est supérieure à la pression de vapeur saturante, une portion de la vapeur passe sous forme liquide ou solide (liquéfaction, condensation).

Gaz idéal et gaz parfait

Les termes « gaz idéal » et « gaz parfait » sont généralement considérés comme synonymes (un gaz obéissant à la loi des gaz parfaits), de même que ideal gas et perfect gas en anglais à cette différence près que le terme le plus courant est « gaz parfait » en français mais ideal gas en anglais. Dans la littérature scientifique les termes « gaz idéal » (en français) et perfect gas (en anglais) prennent parfois un sens plus restrictif, celui d'un gaz parfait possédant la propriété supplémentaire que sa capacité thermique ne dépend pas de la température.

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Pression de saturation et gaz réels

Explore la pression de saturation, le comportement du gaz réel, l'équation de van der Waals et les forces cohésives entre les molécules.

Théorie cinétique, loi idéale sur le gaz

Explore la théorie cinétique des gaz, la loi idéale sur les gaz et l'énergie interne.

Gaz réels : température critique et liquéfaction

Couvre l'équation de Van der Waals, la température critique et la liquéfaction des gaz.

Relativité et thermodynamique

Fournit un examen complet de la relativité, de la thermodynamique et des concepts de la théorie cinétique.

Loi idéale de gaz et contrôle d'humidité

Couvre la loi idéale des gaz, la masse molaire, la température absolue et les concepts de contrôle de l'humidité.

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