Au programme de ce chapitre
- I. Modèle du gaz parfait et équation d'état
- II. Énergie interne et premier principe de la thermodynamique
- III. Transferts thermiques
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition Le gaz parfait est un modèle dans lequel les entités (atomes ou molécules) sont assimilées à des points matériels sans interaction entre eux, hormis lors de chocs parfaitement élastiques. Ce modèle décrit bien le comportement des gaz réels à basse pression et à température usuelle. Son équation d'état relie pression P (Pa), volume V (m³), quantité de matière n (mol) et température thermodynamique T (K) : PV = nRT, avec R = 8,314 J·K⁻¹·mol⁻¹.
🔒 Illustration du chapitre completIncluse dans le cours complet, avec la méthode et les exercices corrigés.La voir gratuitement pendant 7 jours
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Un exemple corrigé
Exemple Le volume molaire d'un gaz parfait à 20,0 °C (T = 293,15 K) sous une pression P = 1 013 hPa = 1,013 × 10⁵ Pa vaut Vm = RT/P = (8,314 × 293,15)/(1,013×10⁵) = 2,41 × 10⁻² m³·mol⁻¹, soit 24,1 L·mol⁻¹ — valeur cohérente avec celle couramment utilisée (24,0 L·mol⁻¹) dans les conditions usuelles de laboratoire.
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège. Dans PV = nRT, la température est en KELVINS (pas en °C) ; convertis si besoin.
Attention La température T de cette loi doit impérativement être exprimée en kelvins : T(K) = θ(°C) + 273,15. Oublier cette conversion (utiliser directement une température en degrés Celsius) conduit à des résultats faux, en particulier proches de 0 °C.
L'astuce du prof
Astuce. À volume constant, P ∝ T ; à température constante, P ∝ 1/V ; la loi relie les trois.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1
Quelle est la loi des gaz parfaits ?
Voir la correction
PV = nRT (P pression, V volume, n quantité, T température, R constante).
Exercice 2
Si on chauffe un gaz à volume constant, que fait la pression ?
Voir la correction
Elle augmente (P proportionnelle à T).