THERMODYNAMIQUE

    1- Définitions :
 a. Gaz parfait

Un gaz parfait est un système matériel d'un grand nombre de molécules identiques
- assimilables à des points matériels
- sans interaction mutuelle (l'énergie mécanique apparaît uniquement sous forme d'énergie cinétique)
- dont les directions des vitesses sont distribuées de façon isotrope.

b. Mole Volume molaire

* On appelle mole ou masse molaire M d'une substance la masse exprimée en grammes de N molécules de la substance :

         M = N m

N = 6,02 x 10²³   (nombre d'Avogadro)
M est la masse d'une molécule.

* On appelle volume molaire V_M d'un gaz le volume occupé par les N molécules dans les conditions normales (pression : 1 atm., température : 0°C).

V_M  = 22.4 litres

c. Vitesse quadratique moyenne

Le carré de la vitesse quadratique moyenne v_q.m est égal à la moyenne des carrés des vitesses de chaque molécule constituant le gaz.

Si N est le nombre total de molécules :

d. Énergie cinétique moyenne

* L'énergie cinétique moyenne est définie dans le référentiel du centre de masse

* L'énergie cinétique moyenne d'une molécule de masse m est donnée par :

                                             

* Dans le cas de N molécules

   2- Pression d'un gaz

* Elle est la conséquence des collisions des molécules sur les parois de l'enceinte.

* La pression p d'un gaz qui s'exerce sur les parois d'un récipient a pour expression :

n : nombre de molécules par unité de volume

* La pression s'exprime en N.m^-2 ou en atmosphère : 1 atm = 1,013 .10⁵ N.m^-2

    3.Température d'un gaz

* La température est liée à l'état d'agitation des molécules du gaz.
* La température absolue T d'un gaz est proportionnelle à l'énergie cinétique moyenne d'une molécule.

             k = 1,38 .10 ^{- 23} J/K   (constante de Boltzmann)
             T = 273,15 + t°          (T est exprimé en degrés Kelvin et t en degrés Celsius).

    4.Equation d'état d'un gaz parfait

La pression et le volume d'un gaz parfait, comprenant N molécules sont liés par la relation :

p V = N k T

   5. Travail

Le travail d'un gaz dont le volume varie de V₁ à V₂ s'écrit :

P : pression du gaz
Si W>0, le gaz " reçoit " du travail du milieu extérieur et si W<0, le gaz " fournit " du travail au milieu extérieur.