Thème : Le sports sous-thème : La pression TP La loi des gaz parfaits 1

Objectifs : Etudier le comportement d’un gaz en modifiant sa température, son volume et sa pression et comment ces paramètres agissent les uns sur les autres.

Retrouver à partir de mesures la relation des gaz parfaits.

I- Observation qualitative du dispositif expérimental http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Gas_Properties

� L’enceinte a une largueur et hauteur égalent à 5,3 nm et une longueur variable. � Dans paramètres constants cocher aucun. � Injecter dans l’enceinte fermée 50 particules lourdes et 50 particules légères. � Dans outil cocher outil de tranche et règle. � Régler la longueur de l’enceinte à 8 nm (mesurés par rapport aux bords intérieurs de l’enceinte)

� Relever la température soit alors de T = ………. K et à la pression P = ……….. atm= ……………Pa

Rappels : 273 K = 0°C et 1 atm = 1.10 5 Pa

Faire pousser le bonhomme pour réduire le volume de l’enceinte.

- Que fait l’agitation des molécules d’air quand T augmente ? - Comment évolue alors la pression P du gaz ?

Revenir à la position initiale

Déplacer le curseur modifiant la température T.

- Que fait l’agitation des molécules d’air quand T augmente ? - Comment évolue alors la pression P du gaz ? II- Etude quantitative

1- Influence du volume de gaz � Injecter dans l’enceinte fermée 50 particules lourdes et 50 particules légères � Dans paramètres constant cocher température. � Placer la règle au niveau du bas de l’enceinte le zéro au niveau du bord intérieur. � Régler la longueur de départ à 8 nm � Relever la température de l’enceinte dans ces conditions et reporter sa valeur dans le tableau,

dans la ligne des paramètres constants.

� Pour différentes longueurs L donc différents volumes V, relever la pression correspondante. On a l=h = 5,3 nm.

Paramètres constants

nlégères = 50 mol nlourdes= 50 mol Température = ……………. K

L (nm) 8,0 7,6 6,8 6 6,4 5,6 5,2 4,8 4,4 4

V(nm3)

Pression P

(atm)

Pression P

(Pa)

1/P

P.V

1- Que peut-on dire du produit P.V 2- Tracer la courbe V = f(1/P). Calculer la pente de la courbe obtenue. 3- Donner la relation qu’il existe entre V et 1/P

2- Influence de la température

� Injecter dans l’enceinte fermée 50 particules lourdes et 50 particules légères � Dans paramètres constant cocher volume.

Thème : Le sport TP La loi des gaz parfaits

Sous thème : La pression

Thème : Le sports sous-thème : La pression TP La loi des gaz parfaits 2

� Placer la règle au niveau du bas de l’enceinte le zéro au niveau du bord intérieur. � Régler la longueur de départ à 8 nm. � Calculer le volume de l’enceinte dans ces conditions et reporter sa valeur dans le tableau, dans

la ligne paramètres constants.

� Pour différentes températures T, relever la pression P. Paramètres constants

nlégères = 50 mol nlourdes= 50 mol Volume V = 8. 5,3. 5,3=…………….nm3

T (K) 200 300 400 500 600 650 700 750 800 900

Pression P (atm)

Pression P

(Pa)

1/T

P/T

1- Que peut-on dire du rapport P/T ? 2- Tracer la courbe T = f(P). Calculer la pente de la courbe obtenue. 3- Donner la relation qu’il existe entre P et T.

3- Influence de la quantité de matière � Injecter dans l’enceinte fermée 50 particules lourdes et 0 particules légères. � Dans paramètres constant cocher volume. � Placer la règle au niveau du bas de l’enceinte le zéro au niveau du bord intérieur. � Régler la longueur de départ à 8 nm. � Relever la température de l’enceinte dans ces conditions et reporter sa valeur dans le tableau,

dans la ligne des paramètres constants. (On estime que la température est inchangée compte

tenue des conditions dans lesquelles s’effectuent la manipulation)

� Pour différentes quantités de particules lourdes, relever la pression P. Paramètres constants

nlégères = 0 Volume V = 8. 5,3 . 5,3=…………….nm3 Température = ……………. K

nlourdes (mol) 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700

Pression P

(atm)

Pression P

(Pa)

1/ nlourdes

P/ nlourdes

1- Que peut-on dire du rapport P/n ? 2- Tracer la courbe P = f(n). Calculer la pente de la courbe obtenue. 3- Donner la relation qu’il existe entre P et n.

III- Conclusion

1- Quelles sont les paramètres dont dépend le comportement d’un gaz ? 2- Comment évolue la pression dans chacun des cas ? 3- Retrouver à partir des observations précédentes la relation des gaz parfaits parmi les

propositions suivantes : P . V = RT/n , P .T = n.R.V , P.V = n.R.T P/T = n.R.V

Rappel : lorsqu'une grandeur est proportionnelle à plusieurs autres grandeurs, elle est proportionnelle à leur produit.

avec p : pression du gaz en Pa, V : volume occupé par le gaz en m3, n : quantité de matière de gaz en mol,T : température du gaz en K et R : constante des gaz parfaits = 8,315 Pa.m3.mol-1.K-1