Séance de cours

Théorie cinétique, loi idéale sur le gaz

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Dans cours

PHYS-106(a): Physique générale : thermodynamique

Le but du cours de Physique générale est de fournir les notions de base nécessaires à la compréhension des phénomènes physiques. L'objectif est atteint lorsqu'il est possible de prévoir quantitativement les conséquences de ces phénomènes avec des outils th ...

Description

Cette séance de cours couvre la théorie cinétique des gaz, la loi idéale sur les gaz et le concept d'énergie interne. Il explique la relation entre la pression, le volume, la température et le nombre de molécules dans un gaz. L'instructeur introduit le concept d'équipement énergétique et la constante Boltzmann. La séance de cours traite également de l'énergie interne des gaz idéaux monoatomiques et de la première loi de Joule. La présentation se termine par un résumé des principaux sujets abordés.

Enseignant·e·s (2)

Romuald Houdré

Curriculum Vitae CV 2011 Nommé Professeur Titulaire 2006 Nommé Maître d'Enseignement et de Recherche 2004 Rejoint le Laboratoire d'Optoélectronique Quantique LOEQ dirigé par le professeur B. Deveaud-Plédran 2001-2004 Adjoint scientifique à l'Institut de Photonique et d'Electronique Quantique IPEQ (ancien Institut de Micro et Optoélectronique), Laboratoire du professeur Ilegems. 1998 Habilitation, université Pierre et Marie Curie, Paris 6. 1997 Chercheur invité à NTT, département d'Optoélectronique, (Atsugi, Japon) de mars à août 1997 1988-2000 Collaborateur scientifique à l'Institut de Micro et Optoélectronique IMO à l'école Polytechnique Fédérale de Lausanne, groupe du professeur Ilegems. Responsable de l'épitaxie par jets moléculaires (1988-1996), responsable de l'activité microcavités optiques (1996-2000). 1987-1988 Recherches au Laboratoire de Physique de la Matière Condensée à l'école Polytechnique (France). 1986-1987 Postdoc à l'université d'Illinois à Urbana-Champaign (U.S.A.) chez le professeur H.Morkoç dans le groupe d'épitaxie par jets moléculaires. 1983-1985 Thèse de doctorat sur la photoémission de puits quantiques et superréseaux en état d'affinité électronique négative au Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, école Polytechnique (France) sous la direction de G.Lampel et C.Hermann.

Cécile Hébert

Cécile Hébert est née en France, en 1970. Elle a obtenu son diplôme d'ingénieure (option physique) puis son doctorat ("Etude d'un nouveau filtre d'énergie des électrons pour le microscope électronique à transmission") à l'Ecole centrale de Paris. Doctorante dans le laboratoire du professeur Jouffrey, elle a créé un nouveau filtre d'énergie des électrons, pour le microscope électronique à transmission, qui a été breveté par le CNRS. En tant que post-doctorante dans le laboratoire du professeur Schattschneider, elle a mené à bien une étude marquante sur la simulation des structures fines des seuils de perte d'énergie des électrons en comparaison avec l'expérience. En 2005, elle a été l'une des actrices principales dans l'élaboration du projet européen CHIRALTEM visant à développer dans le microscope électronique à transmission une méthode similaire à la méthode XMCD (X Ray Magnetic Circular Dichroism) connue en spectrométrie d'absorption des rayons X.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Thermodynamique: Statistical mechanics

Concepts associés (24)

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 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.

Théorie cinétique des gaz

La théorie cinétique des gaz a pour objet d'expliquer le comportement macroscopique d'un gaz à partir des caractéristiques des mouvements des particules qui le composent. Elle permet notamment de donner une interprétation microscopique aux notions de : température : c'est une mesure de l'agitation des particules, plus précisément de leur énergie cinétique ; pression : la pression exercée par un gaz sur une paroi résulte des chocs des particules sur cette dernière. Elle est liée à leur quantité de mouvement.

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.

Constante de Boltzmann

La constante de Boltzmann k (ou k) a été introduite par Ludwig Boltzmann dans sa définition de l'entropie de 1877. Le système étant à l'équilibre macroscopique, mais libre d'évoluer à l'échelle microscopique entre micro-états différents, son entropie S est donnée par : où la constante k retenue par le CODATA vaut (valeur exacte). La constante des gaz parfaits est liée à la constante de Boltzmann par la relation : (avec (valeur exacte) le nombre d'Avogadro, nombre de particules dans une mole). D'où :.

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