3 • Propriétés
des corps purs
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3.3 Les gaz à un constituant
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
3.2.3 Point triple d’un corps pur
Pour l’équilibre à trois phases, Φ = 3 et V = 0 et l’équilibre est invariant.
C’est le cas du point triple dont l’état est donné. En revanche, pour connaître l’état extensif d’un système au point triple, il faut de plus connaître trois grandeurs extensives : la masse (ou le nombre de moles) de
chacune des trois phases; V(m 1 , m 2 , m 3 ).
3.3 Les gaz à un constituant
3.3.1 Le gaz parfait
I Équation d’état du gaz parfait
Un gaz parfait est un gaz idéal dans lequel les interactions entre molécules sont négligeables. Le cas physique qui s’en rapproche le plus est le cas
d’un gaz très dilué (pression tendant vers 0) dans un volume infini (tel
que les interactions avec les parois ne perturbent pas les propriétés du
gaz). De nombreuses études expérimentales ont été menées au XIX
e siècle
sur les propriétés (P, V, T) des gaz. De ces mesures, deux lois se sont
dégagées. La loi de Gay-Lussac qui affirme que « dans un volume constant,
la pression d’un gaz parfait est proportionnelle à sa température » et la loi de
Mariotte qui affirme que « dans une transformation isotherme, le produit du
volume par la pression d’un gaz est une constante ».
Ces deux lois permettent d’obtenir l’équation d’état d’un gaz parfait qui
s’écrit :
[3.2]
n est le nombre de moles présent dans le volume V, R est la constante
universelle des gaz parfaits,
[3.3]
La notation kmol, utilisée ultérieurement, signifie que c’est la valeur correspondant à une kilomole. L’équation [3.2], qui décrit l’état extensif du
système, donne le volume, variable extensive, en fonction de trois variables P, T et n.
PV = nRT
–1
–1
= 8,314 J K mol
R
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