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CHAPITRE 6. GAZ
Exercice 6.2. [Developpement du viriel.J
1. Montrer que la fonction de partition canonique de tout gaz reel peut prendre
la forme
Z= ~ - 1 -Jn(l ++-·) dr1dr2 .. ,drN,
N! ,1_3N
. .
)I]
I<]
2. [PD) Calculer l'energie libre avec les hypotheses suivantes i) En negligeant
les termes qui font intervenir les produits de [ij clans le developpement de
Il; l'Eq. 6.1 et iii) en faisant une approximation de basse densite qu'on precisera.
Donner !'equation d'etat du gaz de spheres quantites correspondantes pour le gaz parfait ponctuel: Pep (energie libre)
et PGP (pression).
6.2 Gaz parfait complexe
Les molecules, dont on neglige le volume propre, ont maintenant une structure. Outre
leur mouvement de translation (t), on considerera leur mouvement de vibration
( v) et de rotation (r) (rotateur rigide) de la molecule. On suppose ces mouvements
independants. Comme pour le gaz simple Z = zN /N! avec
Exercice 6.3. [PD) [Calcul des fonction de partition.] Donner successivement les
trois z; classiques et quantiques. Commenter vos resultats.
6.3 Separation isotopique
L'uranium nature! est un melange isotopique d' 238 U et d' 235 U. C' est ce dernier qui
est fissile et done interesse industriels et militaires. Les proprietes chimiques etant
identiques, la separation se fait en utilisant la (foible) difference de masse. Deux
procedes principaux sont utilises
- !'ultracentrifugation
- l' effusion gazeuse