Gaz parfait

[haruchan]

Bonsoir (ou bonjour), je vous supplie de m'aider à trouver la solution pour la 2éme et la 3éme question.. je me bloque vraiment
une bouteille en verre de contenance 2,5 L contient du propane gazeux supposé parfait à la température 20°C et à la pression 2.5 atm
1/ calculer la quantité de matière n de propane dans la bouteille .
2/ la bouteille fermée est portée à la température 50°C. Quelle grandeur physique qui va varier en même temps que la température ? calculer sa valeur.
3/la bouteille est maintenue ouverte à la température 50°C. calculer la quantité de matière n' du gaz de propane dans la bouteille à cette température.
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[DuckDDR]

Bonsoir,

2/ la bouteille fermée est portée à la température 50°C. Quelle grandeur physique qui va varier en même temps que la température ? calculer sa valeur.

Il faut utiliser la loi des gaz parfait n, R et V sont des constantes du gaz puisque la bouteille est fermée, à vous d'en déduire la suite...

3/la bouteille est maintenue ouverte à la température 50°C. calculer la quantité de matière n' du gaz de propane dans la bouteille à cette température. [/B]

Pareil, il faut utiliser la même formule avec les nouvelles conditions de l'expérience.

En gros vous devez identifier les termes constants et variables de la formule des gaz parfaits en fonction des conditions de l'expérience.

[haruchan]

justement, je me bloque là-bas,
la bouteille étant fermée, j'ai pensé à considérer le volume et la quantité de matière constants, la pression change alors avec l'augmentation de la température ..
la bouteille étant ouverte, le volume, la pression et la quantité de matière vont tous changer, d'après ce que j'imagine, mais ça deviendra impossible de déterminer la quantité de matière .. non ?

[DuckDDR]

la bouteille étant fermée, j'ai pensé à considérer le volume et la quantité de matière constants, la pression change alors avec l'augmentation de la température ..

Voilà, dans ces conditions la température suit l'évolution de la pression et vis versa.

la bouteille étant ouverte, le volume, la pression et la quantité de matière vont tous changer, d'après ce que j'imagine, mais ça deviendra impossible de déterminer la quantité de matière .. non ?

Là vous vous trompez, je répond à votre question par une question: Vous vous doutez bien que si vous ouvrez la bouteille, le gaz s'échappe puisque sa pression est supérieure à la pression extérieure. Mais une fois que les pressions s'équilibrent on peut tout à fait imaginer (et c'est ce qu'il faut faire ici) qu'il reste un peu de gaz dans la bouteille, puisqu'il est à la même pression que l'extérieur il n'a plus de raison de s'échapper. Quel est alors le volume occupé dans la bouteille (puisque c'est l'enceinte de référence d'après votre exercice) par la gaz résiduel?

Si vous comprenez ça le reste "coule de source". Il faut simplement supposer que l'évolution est tellement rapide, que les pressions s'équilibre mais pas les températures (ce qui n'a rien d'extraordinaire).

[A voir en vidéo sur Futura]

[haruchan]

je suppose alors que pour trouver n', je considère la pression 2.5 atm, pour volume 2.5 L et la température 50°C ?

[DuckDDR]

je suppose alors que pour trouver n', je considère la pression 2.5 atm, pour volume 2.5 L et la température 50°C ?

Vous pouvez, mais si vous le faites vous allez trouver que parce que dans la question précédente on avait aussi , et . Relisez ce que je vous ai écrit, la réponse y est.

Pour utiliser l'équation d'état il est nécessaire de considérer des états d'équilibres mécaniques et thermiques parce que sinon on ne sait pas comment se comporte le gaz, c'est la base de la thermodynamique, on ne peut faire des calculs que sur les états d'équilibres ou les passages d'un état d'équilibre à un autre.

[haruchan]

mais pour n la température était à 20 °C ! ce n'est pas le même résultat ~!

[DuckDDR]

Tu te trompes.

2/ la bouteille fermée est portée à la température 50°C. Quelle grandeur physique qui va varier en même temps que la température ? calculer sa valeur.

Ici tu es à 50°C et la quantité de matière vaut bien n. Tant que tu n'ouvres pas la bouteille tu peux faire varier la pression ou la température autant que tu veux et même le volume en ajoutant un piston par exemple, la quantité de matière sera encore et toujours n.

Je commence à me demander si tu cherches vraiment parce qu'a priori je connais mieux l'énoncé de ton propre exercice.

[haruchan]

je baisse vraiment les bras, j'ai déjà mis beaucoup de temps en réfléchissant mais je ne trouve aucune solution ..

[DuckDDR]

je baisse vraiment les bras, j'ai déjà mis beaucoup de temps en réfléchissant mais je ne trouve aucune solution ..

Nan nan il n'y rien de difficile, la thermodynamique c'est juste une question de sens physique, il faut être capable d'imaginer les choses. Ne baisse pas les bras je vais t'aider de toute façon, mais je ne veux te donner la réponse. Je te met sur la piste mais tu dois trouver tout seul sinon ça ne sert à rien tu auras oublié les explications aussitôt ton exo résolu.

Est-ce que tu comprends pourquoi un gaz sous-pression dans une enceinte indéformable (une bouteille, une boite etc...) à tendance à vouloir en sortir? (Imagine le *pshit* que fait ta bouteille de bière quand tu la décapsules (ou de coca si tu es mineur ) )

[haruchan]

oui, à cause de sa pression ..
Le gaz veut occuper un volume plus important ..

[DuckDDR]

Donc lorsque la bouteille de ton exo est ouverte, le gaz à 2.5 atm s'en échappe parce que sa pression est supérieure à celle de l'extérieur de la bouteille qui dans des conditions normales de température et de pression est à 1 atm.

Sachant cela et avec ce que tu viens de dire, est-ce que tu "devines" à quel moment le gaz à l'intérieur de la bouteille va-t-il arrêter de s'écouler vers l'extérieur?

[haruchan]

lorsque sa pression devient aussi 1 atm ?

[DuckDDR]

Voilà parfait! C'est l'équilibre mécanique! les forces de pressions qui sont les seules à s'exercer sur le gaz (si on néglige son poids) s'équilibrent!

Donc pour cette question:

3/la bouteille est maintenue ouverte à la température 50°C. calculer la quantité de matière n' du gaz de propane dans la bouteille à cette température.

Il faut imaginer que ta bouteille est dans un four à 50°C par exemple. Donc l'air est à 1 atm et à 50°C. Le gaz dans la bouteille lui est à 50°C lui aussi (équilibre thermique), à 2,5 atm et occupe le volume V et est présent en quantité de matière n. En ouvrant la bouteille, le gaz s'échappe. Une fois que l'équilibre thermodynamique se fait, dans la bouteille le gaz occupe toujours le volume V, toujours à la température 50°C mais la pression est maintenant de 1 atm et la quantité de matière n'.

Il faut bien voir que dans ton exercice le "piège" est au niveau du système thermodynamique considéré: c'est le gaz dans la bouteille et pas le gaz en entier (sinon sa quantité de matière ne varierait pas en ouvrant la bouteille, mais sont volume oui). Et je pense que c'est ce que tu n'avais pas bien compris.

C'est comme en mécanique classique, il faut bien définir le système considéré! Mais en plus il faut définir l'état d'équilibre auquel on s'intéresse.

Donc pour la question 3/ le gaz dans la bouteille fait la transformation :
avant ouverture -> après ouverture on se fout de ce qui se passe entre ces deux états d'équilibres, c'est la base de la thermodynamique.

[haruchan]

j'ai bien compris, merci pour votre aide !

si vous pouvez m'aider à résoudre cet exercice aussi je serais très contente !
une bouteille contient 4,4 g de propane gazeux C3H8 à la presiion atmosphérique normale p1= 1 atm et à une température donnée. On ajoute au contenu de la bouteille 2.9g de butane gazeux C4H10 à la meme température.
Calculer le pression p2 du mélange gazeux

[DuckDDR]

Je me demande si ce n'est pas une histoire de pression partielle et de Loi de Dalton. Tu as vu ça en cours? Sinon c'est que ce n'est pas la bonne piste...

[haruchan]

non, j'ai seulement appris les lois de Boyle-Mariotte, Gay-Lussac et Charles !

[DuckDDR]

Okay donc il faut raisonner en terme d'équation des gaz parfaits (encore ). Tu dois commencer par faire comme on a fait avant: déterminer l'état d'équilibre initial et l'état d'équilibre final de la transformation. Càd chercher avant l'injection du gaz et après mais en fonction des données de l'exercice, ne calcule rien pour l'instant, juste des données.

[haruchan]

s'il vous plaît donnez moi la réponse j'ai beau cherché, je ne trouve aucune solution !

[haruchan]

et je n'ai plus de temps !

[DuckDDR]

s'il vous plaît donnez moi la réponse j'ai beau cherché, je ne trouve aucune solution !

Tu vas me dire que tu n'es pas capable de me dire quels sont pression/volume/quantité de matière/température dans l'état initial et final?? Encore la quantité de matière je veux bien mais les autres grandeurs sont évidentes et écrites dans l'énoncé!... Je te demande juste de résumer ce que dit l'énoncé... si tu ne me donnes pas une piste de réflexion je ne peux rien pour toi, je te l'ai déjà dit!

[haruchan]

je réussie seulement à exprimer ce rapprt: P2 x V2 / P1 x V1 = n2 / n1 ( les grandeurs avec 2 correspondent aux valeurs du mélange ) mais ça ne me ramène nulle part.

[DuckDDR]

je réussie seulement à exprimer ce rapprt: P2 x V2 / P1 x V1 = n2 / n1 ( les grandeurs avec 2 correspondent aux valeurs du mélange ) mais ça ne me ramène nulle part.

Et bah voilà on y arrive et si ça va vous amener quelque part!

peut se simplifier parce que TOUTE l'expérience se déroule dans la bouteille donc .

Ensuite tu peux exprimer et parce que tu sais quels sont les gaz présents et leurs masses! Par exemple correspond à la quantité de matière de tu n'as plus qu'à appliquer comme t'est donné dans l'énoncé et par la classification périodique des éléments tu retrouves . A toi d'appliquer ça à .

[DuckDDR]

tu n'as plus qu'à appliquer

J'espère que ça tu vas y arriver parce que ça doit être un des premiers trucs qu'on apprend en chimie...

[haruchan]

c'est bon j'ai bien saisi ce que vous venez de dire !

[DuckDDR]

Okay tant mieux! Bonne continuation alors!

[Aerosnop]

Bonjour à tous.
J'ai un qcm à résoudre et on me demande de trouver la réponse inexacte.

Une mole de gaz parfait est contenue dans un récipient rigide et fermé. Quelle est la proposition inexacte?
A) Les forces d'interactions entre les molécules de gaz sont inexistantes et les chocs entre molécules de gaz sont élastiques.
B) L'origine de la pression est la présence de chocs entre les molécules de gaz et la paroi du récipient.
C) La pression du gaz augmente si l'agitation thermique du gaz augmente.
D) Si on introduit une mole d'un deuxième gaz, la pressions partielle du gaz double à température fixe.
E) Si on introduit une mole d'un deuxième gaz, la pression totale du mélange double à température fixe.

A mon sens, les items A, B et C sont vrais. Mais je n'arrive pas à distinguer la fausse entre D et E... Quelqu'un peut-il m'expliquer?

Merci beaucoup!