96 Chimie pour les étudiants en médecine ...
Étant donné que le ménisque du mercure est situé plus haut dans
la colonne ouverte que dans l'autre, on fait intervenir l'équation
suivante :
Pint = Pext + pgh
En introduisant dans cette expression les valeurs ad hoc, on
obtient :
P;m = 1,02 x 105 + (13.500 x 9,81 x 0,053) Pa
= 1,02 x 105 + 7.019 Pa
= 1,09 x 105 Pa
Question 7 .1
Lors d'une expérience au cours de laquelle des cellules de levure
sont amenées à respirer de manière anaérobie, un manomètre rempli de mercure accuse une différence des niveaux de ce liquide égale
à 12,7 cm. Le ménisque du mercure est situé plus bas dans la
colonne ouverte que dans celle qui est fermée. Sachant qu'au
moment de l'expérience, la pression atmosphérique valait 1,01 x
105 Pa, quelle devait être la pression dans l'appareil ?
La masse volumique du mercure est égale à 13,5 g cm- 3 et l'accélération due à la gravité vaut 9,81 m s- 2 •
7.4
Loi générale des gaz parfaits
Un gaz parfait est un gaz dans lequel les molécules n'exercent aucune
interaction, sauf lorsqu'elles se heurtent. Dans un tel gaz, il ne peut y
avoir de forces attractives à longue distance, c'est-à-dire que les molécules ne peuvent pas, par exemple, être sollicitées par des forces de
dipôle à dipôle. Aux pressions habituelles, plusieurs gaz, tels l'oxygène,
l'azote et l'hydrogène, remplissent assez précisément ces conditions.
La plupart des autres gaz s'écartent quelque peu du caractère idéal. Dans
bon nombre de situations rencontrées avec les systèmes biologiques, en
général caractérisées par des températures supérieures à 273 K sous la
pression atmosphérique, on peut assimiler les gaz à des gaz parfaits.
Si on comprime une masse donnée d'un gaz de manière à ce que
celle-ci occupe un volume moindre, il doit nécessairement y avoir
davantage de molécules dans chaque unité de volume de ce gaz. Dès
lors, le nombre de collisions qui se produiront chaque seconde entre
ces molécules devra également augmenter, et il en sera donc de même
pour la pression 3 . Si, maintenant, on augmente la température d'une
masse donnée de gaz, cela revient à augmenter la vitesse moyenne des
molécules, et ceci aura aussi pour effet d'augmenter la pression, puisqu'à cette température plus élevée, chaque molécule se cognera, en
moyenne plus violemment 4 • Enfin, il est bien connu que si on chauffe
à pression constante une masse donnée de gaz, le volume de ladite
masse augmenté. Finalement, tout ceci revient à dire qu'il existe, pour
3. Loi de compressibilité des gaz, due à Boyle et Mariotte, N.d.T!:
4. Loi de Charles, N.d.Tr.
5. Loi de dilatation des gaz, due à Gay-Lussac, N.d.Tr.
Étant donné que le ménisque du mercure est situé plus haut dans
la colonne ouverte que dans l'autre, on fait intervenir l'équation
suivante :
Pint = Pext + pgh
En introduisant dans cette expression les valeurs ad hoc, on
obtient :
P;m = 1,02 x 105 + (13.500 x 9,81 x 0,053) Pa
= 1,02 x 105 + 7.019 Pa
= 1,09 x 105 Pa
Question 7 .1
Lors d'une expérience au cours de laquelle des cellules de levure
sont amenées à respirer de manière anaérobie, un manomètre rempli de mercure accuse une différence des niveaux de ce liquide égale
à 12,7 cm. Le ménisque du mercure est situé plus bas dans la
colonne ouverte que dans celle qui est fermée. Sachant qu'au
moment de l'expérience, la pression atmosphérique valait 1,01 x
105 Pa, quelle devait être la pression dans l'appareil ?
La masse volumique du mercure est égale à 13,5 g cm- 3 et l'accélération due à la gravité vaut 9,81 m s- 2 •
7.4
Loi générale des gaz parfaits
Un gaz parfait est un gaz dans lequel les molécules n'exercent aucune
interaction, sauf lorsqu'elles se heurtent. Dans un tel gaz, il ne peut y
avoir de forces attractives à longue distance, c'est-à-dire que les molécules ne peuvent pas, par exemple, être sollicitées par des forces de
dipôle à dipôle. Aux pressions habituelles, plusieurs gaz, tels l'oxygène,
l'azote et l'hydrogène, remplissent assez précisément ces conditions.
La plupart des autres gaz s'écartent quelque peu du caractère idéal. Dans
bon nombre de situations rencontrées avec les systèmes biologiques, en
général caractérisées par des températures supérieures à 273 K sous la
pression atmosphérique, on peut assimiler les gaz à des gaz parfaits.
Si on comprime une masse donnée d'un gaz de manière à ce que
celle-ci occupe un volume moindre, il doit nécessairement y avoir
davantage de molécules dans chaque unité de volume de ce gaz. Dès
lors, le nombre de collisions qui se produiront chaque seconde entre
ces molécules devra également augmenter, et il en sera donc de même
pour la pression 3 . Si, maintenant, on augmente la température d'une
masse donnée de gaz, cela revient à augmenter la vitesse moyenne des
molécules, et ceci aura aussi pour effet d'augmenter la pression, puisqu'à cette température plus élevée, chaque molécule se cognera, en
moyenne plus violemment 4 • Enfin, il est bien connu que si on chauffe
à pression constante une masse donnée de gaz, le volume de ladite
masse augmenté. Finalement, tout ceci revient à dire qu'il existe, pour
3. Loi de compressibilité des gaz, due à Boyle et Mariotte, N.d.T!:
4. Loi de Charles, N.d.Tr.
5. Loi de dilatation des gaz, due à Gay-Lussac, N.d.Tr.