Lois physiques des gaz

Lois physiques des gaz
12/12/2013
Cours DESAR
François Mégret

Objectifs
Connaître quelques généralités
Unités de mesure, état gazeux
Connaître les principes des lois physiques des gaz
Lois des gaz parfaits (Boyle-Mariotte, Gay-Lussac, Charles,
Avogadro-Ampère)
Loi de Dalton
Loi de Henry
Loi de Graham
Connaître quelques champs d’application

Généralités
Gaz : un des 3 états de la matière (solide / liquide / gazeux)
particules proches, forme et volumes propres
particules relativement éloignées et mobiles, volume propre
particules très éloignées et mobiles, ni forme ni volume
Diagramme des phases
point T ou les 3 phases sont en présence
Conditions de mesure
Standard Temperature and Pressure Dry
0°C (273 K),101,3 kPa, gaz sec
Body Temperature and Pressure Saturated
37°C (310 K), pression ambiante
gaz saturé en eau à 37°C
Ambiant Temperature and pressure Saturated
température et pression ambiante
gaz étant saturé en eau à température ambiante

Généralités
Air
N279,0% + O2 20,9% + CO20,03 % + Gaz rares 0,07%
Gaz rares : Néon, Crypton, Argon, ...
Pression : Force / Surface
Pascal = N/m² ou bar = kg/cm²
Pression atmosphérique = 1 bar (+ 1 bar / 10m sous l’eau)
1 mmHg = pression d’une colonne de mercure (1 cm² sur 1 mm)
1 atm = pression d’une colonne de mercure (1cm² sur 760mm)
1 Newton = 1 kg.m.s-²
Gaz parfait
Vérifie simultanément les lois de Boyle-Mariotte, d'Avogadro, de
Charles, de Gay-Lussac, de Dalton
Microscopiquement : gaz dont les molécules n'interagissent pas
entre elles en dehors des chocs et dont la taille est négligeable
par rapport à la distance intermoléculaire moyenne

Généralités
Sous l’effet de leur énergie thermodynamique, les molécules de gaz
génèrent une pression dans un volume
E = R x T
T est la température absolue (°K)
R est la constante universelle des gaz
•R = kB x Nombre d’Avogadro
•R = 8,317 J.mol-1.K-1 lorsque la pression est exprimée en
Pascals, la température en degrés K et le volume en m3
•Nombre d’Avogrado = 1.602 x 1023 mole-1
•kB = constante de Boltzman = 1.381x10-23 JK-1
Si la température augmente, la vitesse des particules augmente
Si la vitesse ou le nombre de particules augmente, la pression
augmente