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Dans un gaz, les mouvements des particules (molécules ou atomes) sont des mouvements rectilignes, aléatoires, interrompus par des collisions entre particules ou par des
collisions entre les particules et les parois du récipient qui le confine. La vitesse et
la direction du mouvement d'une particule, à un moment précis, sont donc imprévisibles. Les collisions sont élastiques, c'est-à-dire qu'elles ne s'accompagnent d'aucune
perte d'énergie au moment du choc (conservation de la quantité de mouvement). On
considère ainsi que dans un gaz, il y a conservation de l'énergie cinétique moyenne
des particules.
Dans un gaz monoatomique, l'énergie cinétique moyenne des particules est une
énergie de translation, directement corrélée à la température du gaz, les particules de gaz
se déplaçant plus lentement à basse température qu'à haute température (voir fiche 9). Il
s'agit d'une grandeur moyenne car toutes les particules de gaz ne se déplacent pas à la
même vitesse et les nombreux chocs élastiques redistribuent, en permanence, l'énergie
cinétique entre les particules.
Lorsque les particules de gaz entrent en collision avec les parois du récipient, elles
exercent une force sur celles-ci. L'ensemble de ces forces, ramené par unité de surface,
définit la pression du gaz (P) :
P _F
- s
Fest la force exprimée en Newton, S est la surface exprimée en mètre carré.
L'unité de pression est le Pascal (Pa). Celui-ci est défini comme résultant d'une force
d' un Newton qui s'exerce sur une surface d' un mètre carré CVVWW).
Un gaz est également caractérisé par trois autres grandeurs physiques : sa température
(7), son volume (V) et sa quantité de matière (n).
Ces quatre paramètres (P, T, V et n) sont reliés par différentes relations connues sous
le nom de loi de Boyle-Mariotte, loi de Charles et Gay-Lussac et loi d' Avogadro.
•1&01•·························
La loi de Boyle-Mariotte
La loi de Boyle-Mariotte relie le volume à la pression du gaz: «À température constante,
le volume d 'un gaz est inversement proportionnel à sa pression. »
Pression
(atm)
4 ---------3
2
4 atm
m 2atm
[!]
Mathématiquement :
a
Vap
a est une constante de proportionnalité
Volume (L)
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2V
3V
4V
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la direction du mouvement d'une particule, à un moment précis, sont donc imprévisibles. Les collisions sont élastiques, c'est-à-dire qu'elles ne s'accompagnent d'aucune
perte d'énergie au moment du choc (conservation de la quantité de mouvement). On
considère ainsi que dans un gaz, il y a conservation de l'énergie cinétique moyenne
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Dans un gaz monoatomique, l'énergie cinétique moyenne des particules est une
énergie de translation, directement corrélée à la température du gaz, les particules de gaz
se déplaçant plus lentement à basse température qu'à haute température (voir fiche 9). Il
s'agit d'une grandeur moyenne car toutes les particules de gaz ne se déplacent pas à la
même vitesse et les nombreux chocs élastiques redistribuent, en permanence, l'énergie
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Lorsque les particules de gaz entrent en collision avec les parois du récipient, elles
exercent une force sur celles-ci. L'ensemble de ces forces, ramené par unité de surface,
définit la pression du gaz (P) :
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Un gaz est également caractérisé par trois autres grandeurs physiques : sa température
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La loi de Boyle-Mariotte relie le volume à la pression du gaz: «À température constante,
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