1. Définition des gaz parfaits > Une substance est à l'état gazeux si elle vérifie les deux propriétés suivantes : .elle n'a pas de forme propre mais prend celle de son contenant; .elle est compressible, dans le sens où le volume d'une quantité de matière n peut varier selon la pression qu'on y exerce. Dans un gaz, toutes les particules (atomes ou molécules) sont éloignées et sont donc très peu dépendantes les unes des autres. >Un gaz est parfait lorsque ses molécules n'interagissent pas entre elles, en dehors des chocs survenant lorsqu'elles se rencontrent. Par ailleurs, la taille des molécules doit également être considérée comme négligeable par rapport à la distance intermoléculaire movenne >Tous les gaz réels, quelle que soit leur nature chimique, peuvent être parfaits à des pressions suffisamment basses. Par exemple, le modèle des gaz parfaits s'applique au dioxygène et à l'azote dans des conditions normales. notamment à 0 °C et à pression atmosphérique. 2. Etude de la thermodvnamique La thermodynamique est l'étude des systèmes physiques et de leur équilibre, à notre échelle (échelle macroscopique). Elle consiste à observer différentes grandeurs physiques caractérisant l'objet d'étude (pression, température, quantité de matière, énergie, etc.) et les relations qui existent entre elles. ->Température:la température représente l'énergie d'agitation des entités chimiques du milieu considéré. Son unité dans le système international est le kelvin (K). Elle est reliée à la valeur en degré Celsius par: T(K) = T(C) + 273,15 Le zéro absolu, exprimé en kelvin, correspond à la plus petite valeur de température soit 0 K = - 273,15 °C. ->Pression:les particules de fluide sont en mouvement désordonné. À chaque instant, certaines d'entre elles vont taper et rebondir sur les parois du récipient contenant le fluide. La force moyenne qu'exerce le fluide sur la paroi, perpendiculairement à celle-ci, est appelée « force de pression ». Elle s'exprime généralement en Pascal (Pa) ou en bar (1 bar = 105 Pa). ->Masse volumique:à l'échelle macroscopique, on définit la masse volumique p comme étant la masse de fluide par unité de volume : p = m/v m est la masse en kg V le volume de fluide en m3 p est alors en kg.m3 3. Loi des gaz parfaits La loi des gaz parfaits est une équation d'état qui relie les différentes grandeurs thermodynamiques d'un gaz considéré comme parfait. Elle s'écrit de la facon suivante: PxV=nxRxT P: pression du gaz en Pascal (Pa) V: volume du gaz en m3 n: quantité de matière de gaz en mol R: constante des gaz parfaits : R=8,314 Pa.m.K ' mol I T: température du gaz en kelvin (K) Remarque : on peut calculer que dans les CNTP (conditions normales de température et de pression : P = Patmosphérique soit 1013,25 mbar ou 1,013.105 Pa et T = 0°C = 273 K), le volume molaire vaut 22,4 L 4. Mélange de des gaz parfaits > Un mélange idéal de gaz parfaits est un mélange qui peut être considéré comme un gaz parfait lui-même. Voici les caractéristiques du mélange sont : k: constituants n: moles gazeuses volume: V pression: P température: T. massemelange. = Si=1nix M; > La masse volumique du mélange est égale : Pmélange =MASSEmelange/VOLUMEmelange ni: nombre de moles de molécules d'un constituant i Mi: masse molaire d'un constituant i. >On appelle P la pression du mélange, V son volume et T sa température. On a alors : P.V = n.R.T avec n = Ll-1 n; >On définit Xi la fraction molaire du constituant i : Xi =ni/n Remarque : on peut définir >les pressions partielles Pi des constituants (Pi = X;.P) >la masse molaire M du mélange (M = [k1 X; . M.)