Exercices (énoncé et correction)
Exercices 2005-2006  Physique et Chimie  seconde  Collection DURANDEAU  HaCHETTE
1)- Exercice 5 page 176.	2)- Exercice 6 page 176.
3)- Exercice 7 page 176.	1)- Exercice 12 page 177.
5)- Exercice 18 page 178.	6)- Exercice 23 page 179
Physique et Chimie  seconde  Collection Microméga  Hatier Ancienne édition
1)- Exercice 8 page 298	2)- exercice 15 page 299
3)- exercice 16 page 299	4)- exercice 21 page 299
5)- exercice 26 page 300.

I- Les paramètres caractérisant l’état d’un gaz.

1)- Situations de la vie courante.

- Si l’on place un ballon partiellement dégonflé au soleil, on remarque qu’il reprend son volume initial et qu’il est plus dur.

- Le volume d’un gaz contenu dans un ballon augmente avec la température.

- La pression d’un gaz augmente avec la température.

- Lorsqu’on gonfle un ballon, sa pression augmente.

-  Il devient plus dur.

-  Gonfler un ballon consiste à introduire de l’air dans le ballon.

- La pression d’un gaz augmente avec la quantité de matière du gaz et le volume d’un gaz augmente aussi avec la quantité de matière du gaz.

- La température, le volume, la pression et la quantité de matière d’un gaz sont des paramètres influant sur l’état d’un gaz.

- Ce sont des variables d’état.

-  L’état d’un gaz dépend de quatre grandeurs macroscopiques :

-  La pression p ;

- La température θ ;

- Le volume V;

- La quantité de matière n du gaz.

2)- Influence de chaque paramètre.

- À pression constante : à pression constante, le volume d’un gaz augmente avec la température.

- À volume constant : à volume constant, la pression augmente avec la température.

- À température constante : à température constante, la pression augmente quand le volume du gaz diminue.

- On dit que ces variables sont interdépendantes.

-  Si l’on fait varier l’une d ‘elles, une autre au moins varie aussi.

II- Loi de Mariotte.

1)- Étude expérimentale.

a)- Objectif : étudier comment varie, à température constante, la pression d’une quantité fixée de gaz en fonction du volume qu’il occupe.

b)- Dispositif expérimental :

- Schéma :

- Mode opératoire :

- une quantité d’air est enfermé dans la seringue graduée en mL. 

- L’embouchure de la seringue est fermée par un capteur de pression. 

- Le capteur de pression est gradué en hPa. Il donne la pression absolue.

2)- Protocole expérimental.

a)- Les mesures :

- On déplace lentement le piston de la seringue. 

- Pour différentes positions du piston, on relève les valeurs du volume V et de la pression p du gaz. 

- On fait une dizaine de mesures.

Animation : CABRIJAVA

- Compléter le tableau suivant :

b)- Exploitation des données.

- Tracer p = f (V) et p = f (1/V).

c)- Exploitation des graphes.

- À partir du graphique donner l’expression de p en fonction de V.

- déduire de ce résultat que le produit p.V est constant pour une quantité donnée de gaz, à température constante.

3)- Énoncé de la Loi de Mariotte.

- On peut refaire l’expérience en modifiant la quantité de gaz utilisé et on peut refaire l’expérience en modifiant la température.

- Une étude plus approfondie montre que :

- À température constante, k dépend de la quantité de matière n de gaz utilisé ;  k est proportionnel à n.

- À quantité de matière égale, k augmente avec la température.

- à faible pression et à une température donnée le produit p.V est le même quel que soit la nature du gaz.

III- Loi du gaz parfait.

1)- La température absolue.

- L’agitation des molécules constituant un gaz, sous faible pression caractérise son état thermique.

- L’agitation des molécules qui constituent un gaz est liée à une grandeur macroscopique :

- la température absolue du gaz, notée T.

- L’unité de température absolue est le Kelvin : symbole K.

- La température absolue étant liée à l’agitation des molécules d’un gaz, on ne peut pas refroidir indéfiniment un gaz.

- Lorsque la température diminue, l’agitation thermique diminue aussi.

- Lorsque les molécules sont immobiles, il n’y a plus d’agitation thermique et on ne peut plus refroidir : c’est le zéro absolu.

- En l’absence de toute agitation thermique la température T = 0 K.

- C’est le zéro absolu où toutes les particules sont immobiles.

- Au zéro absolu, la température absolue est nulle, la pression est nulle et il n’y a plus d’agitation thermique.

- La température absolue est une grandeur obligatoirement positive.

- Relation : l’échelle de température Celsius (température notée θ) se déduit de la température absolue par la relation :

2)- Équation d’état du gaz parfait.

- Les quatre paramètres pression p, volume V, température absolue T et quantité de matière n sont liés par une relation appelée : équation d’état du gaz parfait.

- R est la constante du gaz parfait : R ≈ 8,31 J . K ^{- 1} . mol ^{- 1}

- On appelle gaz parfait, le gaz pour lequel la relation précédente est vérifiée.

3)- Condition d’utilisation de l’équation d’état.

- Le gaz parfait est un modèle.

-  Pour un gaz réel,

-  p . V ≈ n . R . T si la pression est faible et si la température n’est pas trop basse.

- Dans les conditions habituelles de température et de pression, l’air (mélange de gaz) se comporte comme un gaz parfait.

4)- Le volume molaire.

- Calculer le volume molaire du gaz parfait dans les conditions normales de température et de pression.

- C.N.T.P : θ = 0 ,00 °C et p = 1013 hPa.

-  Le volume molaire V_m est le volume d’une mole du gaz parfait : n = 1 et d’après l’équation état d’un gaz parfait :

- Remarque :

- la formule 

- montre que le volume molaire du gaz parfait dépend de la température et de la pression.

- La plupart des gaz sous des pressions inférieures à quelques bars se comportent comme un gaz parfait.

- Leur volume molaire est égal à celui du gaz parfait.

-  C’est la Loi d’Avogadro – Ampère.

5)- Application :

- Calculer le volume molaire du gaz parfait dans les conditions standard définies par :

-  p = 1,00 bar et θ = 20,0 ° C.

-  1 bar = 10⁵ Pa

IV- applications.

1)- QCM :

2)- Exercies :