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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 7 — #15
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LES ÉTATS DE LA MATIÈRE
p =
i=N
∑
i=1
p i
avec :
p i =
n
gaz
i RT
V
= x
gaz
i p et x
gaz
i =
n
gaz
i
i=N
∑
i=1
n
gaz
i
.
Composition d’un mélange gazeux
Un mélange gazeux est constitué de diazote N 2 et de dioxygène O 2 , la composition de ce
mélange est inconnue. La pression du mélange gazeux est égale à p = 385.10 5 Pa. Grâce à
une réaction adaptée, la totalité du dioxygène est écartée du mélange, alors que le diazote
demeure inaltéré. On mesure une nouvelle pression p = 250.10 5 Pa. Calculer la fraction
molaire en diazote et en dioxygène dans le mélange initial.
Réponse :
La pression du mélange initial s’exprime par :
p = p(O 2 ) + p(N 2 )
tandis que la pression après disparition du dioxygène s’écrit p = p(N 2 ). Il vient donc dans
le mélange initial :
x
gaz
N 2
=
p(N 2 )
p
=
p
p
et x
gaz
O 2
= 1 − x
gaz
N 2
.
Application numérique : x
gaz
N 2
= 0, 649 et x
gaz
O 2
= 0, 351.
Exercice résolu
1.4 L’état liquide
Caractéristiques physiques de l’état liquide
L’état liquide possède une faible compressibilité, un manque de rigidité et une masse volumique élevée par rapport à un gaz. Ainsi dans le cas de l’eau liquide, le passage d’une
pression égale à 1 bar à une pression égale à 2 bar ne réduit que faiblement le volume d’eau
(environ 0,01 %).
Il existe au sein de la phase liquide des forces attractives qui maintiennent les molécules
proches les unes des autres (forces de cohésion type VAN DER WAALS ou liaisons hydrogène, voir chapitre 5, Forces intermoléculaires). L’état liquide est un état fluide condensé,
désordonné sur une grande distance : même s’il peut arriver que quelques molécules s’organisent de façon régulière sous l’effet des forces de cohésion (forces attractives entre molécules), les molécules d’un liquide possèdent encore une certaine mobilité les unes par rapport
aux autres. Trois caractéristiques propres aux liquides peuvent être développées : existence
d’une tension superficielle, de capillarité et d’une viscosité.
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LES ÉTATS DE LA MATIÈRE
p =
i=N
∑
i=1
p i
avec :
p i =
n
gaz
i RT
V
= x
gaz
i p et x
gaz
i =
n
gaz
i
i=N
∑
i=1
n
gaz
i
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Composition d’un mélange gazeux
Un mélange gazeux est constitué de diazote N 2 et de dioxygène O 2 , la composition de ce
mélange est inconnue. La pression du mélange gazeux est égale à p = 385.10 5 Pa. Grâce à
une réaction adaptée, la totalité du dioxygène est écartée du mélange, alors que le diazote
demeure inaltéré. On mesure une nouvelle pression p = 250.10 5 Pa. Calculer la fraction
molaire en diazote et en dioxygène dans le mélange initial.
Réponse :
La pression du mélange initial s’exprime par :
p = p(O 2 ) + p(N 2 )
tandis que la pression après disparition du dioxygène s’écrit p = p(N 2 ). Il vient donc dans
le mélange initial :
x
gaz
N 2
=
p(N 2 )
p
=
p
p
et x
gaz
O 2
= 1 − x
gaz
N 2
.
Application numérique : x
gaz
N 2
= 0, 649 et x
gaz
O 2
= 0, 351.
Exercice résolu
1.4 L’état liquide
Caractéristiques physiques de l’état liquide
L’état liquide possède une faible compressibilité, un manque de rigidité et une masse volumique élevée par rapport à un gaz. Ainsi dans le cas de l’eau liquide, le passage d’une
pression égale à 1 bar à une pression égale à 2 bar ne réduit que faiblement le volume d’eau
(environ 0,01 %).
Il existe au sein de la phase liquide des forces attractives qui maintiennent les molécules
proches les unes des autres (forces de cohésion type VAN DER WAALS ou liaisons hydrogène, voir chapitre 5, Forces intermoléculaires). L’état liquide est un état fluide condensé,
désordonné sur une grande distance : même s’il peut arriver que quelques molécules s’organisent de façon régulière sous l’effet des forces de cohésion (forces attractives entre molécules), les molécules d’un liquide possèdent encore une certaine mobilité les unes par rapport
aux autres. Trois caractéristiques propres aux liquides peuvent être développées : existence
d’une tension superficielle, de capillarité et d’une viscosité.
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