La loi des gaz parfaits  : pression, volume et température

1 · Prédire

Une quantité fixe de gaz est enfermée dans un récipient rigide. Si vous le chauffez, qu’arrive-t-il à sa pression ?

• La pression diminue à mesure que la température augmente.
• La pression augmente proportionnellement avec la température.
• La pression ne dépend pas de la température.

2 · Configurer

1. Ouvrez le préréglage « bac à sable de gaz parfait » et appuyez sur Réinitialiser. 1 mole d'argon remplit un volume fixe de 0.0249 m³.
2. Activer la lecture de la pression sur la chambre.
3. Réglez la température du gaz pour chaque essai et enregistrez la pression.

3 · Collecter les Données

Tracez la pression P (axe y) par rapport à la température T (axe x) pour vos trois essais. La droite passe-t-elle directement par l’origine ?

4 · Analyser

1. Pour un essai, calculez P = nRT/V avec n = 1 mole, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Comparez avec le tableau.
2. Expliquez pourquoi, à volume et quantité de gaz fixes, la pression et la température absolue sont directement proportionnelles.

5 · Approfondir

1. La loi des gaz parfaits exige une température en Kelvin et non en Celsius. Expliquez pourquoi l'utilisation de Celsius (qui autorise des valeurs négatives et nulles) briserait la proportionnalité directe que vous avez trouvée.
2. Votre colonne d'énergie interne croît également avec la température, à volume fixe. Expliquez, à l'aide de U = (f/2)nRT, pourquoi chauffer une quantité fixe de gaz à volume constant augmente à la fois sa pression et son énergie interne.

La physique derrière cette expérience

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