Physique : 2nde Chapitre.10 : L`état gazeux et sa description I. Le

Physique : 2nde
Chapitre.10 : L’état gazeux et sa description
I. Le gaz au niveau microscopique :
Un gaz est constitué, au niveau microscopique, de molécules dispersées qui se déplacent de manière rapide et désordonnée.
Ce mouvement est appelée agitation moléculaire. (Voir vidéoprojection : animation PowerPoint).
Pour décrire un état gazeux à notre échelle (niveau macroscopique), on utilise des grandeurs macroscopiques telles que :
 La pression notée P
 La température notée T (ou θ)
 Le volume noté V
 La quantité de matière notée n
II. Le gaz au niveau macroscopique :
1. La température :
On peut mesurer la température T d’un gaz à l’aide d’un thermomètre lorsque l’équilibre thermique est atteint, c’est-à-dire
lorsque les deux corps en contact sont à la même température.
Gaz
°C
Thermomètre
La température d’un gaz mesure l’agitation des molécules qui le constitue : plus l’agitation moléculaire est importante, plus
la température du gaz est élevée (Voir vidéoprojection : animation PowerPoint).
L’unité usuelle de la température est le degré Celsius (°C). Dans ce cas la température est notée θ.
L’unité légale de la température est le degré Kelvin (K). Dans ce cas, on parle de température absolue, et on la note T.
La relation entre T (en degré Kelvin) et θ (en degré Celsius) sera abordée dans le prochain chapitre.
2. La pression :
Définition : Les chocs des molécules, qui constituent le gaz, contre les parois créent une force pressante exercée par le gaz
sur les parois : cette force est toujours perpendiculaire aux parois.
Gaz
Force pressante
exercée sur la paroi

F
Relation entre pression et force pressante :
Un gaz à la pression P exerçant une force pressante de valeur F sur une paroi de surface S est définie par la relation :
P =
Unités :



Physique : 2nde
F
S
La pression P s’exprime en Pascal (Pa)
La valeur F de la force s’exprime en Newton (N)
La surface S s’exprime en mètre carré (m2)
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Autres unités de la pression :
 L’hectopascal (hPa) est souvent utilisé comme unité de pression notamment en météorologie.
 Le bar (bar)
1 hPa = 100 Pa
et
1 bar = 10 5 Pa
Pression atmosphérique :
L’air qui nous entoure exerce une pression sur toutes les parois avec lesquelles il est en contact :
cette pression exercée par l’air s’appelle pression atmosphérique.
Au niveau de la mer, la pression atmosphérique vaut : 1,013.105 Pa
Mesure de la pression :
L’appareil qui permet de mesurer la pression porte le nom de manomètre.
Le baromètre est un appareil qui permet de mesurer la pression atmosphérique.
Exercices d’application
Exercice 1 :
1.
a) Calculer la valeur Fp de la force pressante exercée par l’air atmosphérique sur une vitre de 1,40 m
sur 90,0 cm.
b) Représenter cette force à l’échelle : 1 cm
1,00 N
2. Déterminer la masse m d’un corps dont la valeur du poids P aurait la même valeur que F p.
3. Pourquoi la vitre ne cède-t-elle pas ?
Exercice 2 :
On gonfle un ballon de baudruche sous une pression de de 1,5 bar.
1. Quelle est la valeur Fp de la force pressante exercée par l’air du ballon sur 2,0 cm2 de sa paroi ?
2. Que se passera-t-il si on laisse le ballon en plein soleil ?
Exercice 3 :
Compléter le tableau suivant :
Unité
Pascal (Pa)
Bar (bar)
Millibar (mbar)
Hectopascal (hPa)
Valeur de la pression
150
2
1013
800
Exercice 4 :
Dans une salle de laboratoire, la pression de l’air est supérieure de 1,0% à la pression atmosphérique extérieure égale
à 1013 mbar.
1. Déterminer la pression de l’air à l’intérieure de la salle.
2. Calculer la résultante des forces pressantes exercées sur chaque face d’une vitre d’une surface de 425 dm2
faisant communiquer la salle de laboratoire avec l’extérieur.
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