Gaz parfaits - Loi de Mariotte et de Charles.

[invite8c93f715]

Bonsoir, voilà je ne sais pas comment procéder afin de répondre à une question qui m'est posé en préambule de mon TP de physique :

on a deux dispositifs : une masse m d'air est enfermée dans une seringue dont on peut faire varier le volume. Celle-ci est reliée à un pressiomètre. L'ensemble du dispositif est à température ambiante.

Dispositif numéro 2 : un flacon de volume 60 cm^3 est équipée d'un thermocouple et peut etre reliée au pressiomètre de façon à determiner la pression P et la température T. Il peut etre placé dans un bain-marie pour modifier la température de l'air emprisonné.

Quel tracé expérimental est pertinent d'après l'équation des gaz parfaits : PV = nRT, dans le cas d'une transformation à volume constant ? A pression constante ? A température constante ?
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[Duke Alchemist]

Bonsoir.

Tu as pV=nRT où R est une constante.

Pour une quantité de gaz donnée (i.e. n=cste) :
à V=cst, on à p*cst = cst*cst*T... Que penses-tu alors de tracer p=p(T) ? une droite de proportionnalité (Loi de Charles).

Fais des propositions pour les deux autres cas...

Duke.

EDIT : Quand je le faisais avec les élèves, je le faisais dans le sens inverse : on trouvait les relations p(T), p(V) et V(n) pour déduire la loi des gaz parfaits...

[invite704a10e4]

Bonjour ,

je n'arrive pas a résoudre ce problème:

dans les conditions normales, quel volume d'ammoniac(gaz) peut-on obtenir à partir de 15 l d'
azote et de 15 l d'hydrogène?On suppose la réaction complète


merciii d'avance et la réponse est 10 L mais je trouve tjs 30l

[ArtAttack]

Il y a une réaction chimique : N2 + 3 H2 = 2 NH3
Les coeff stœchiométriques sont à prendre en compte.
Après tu as n1, n2, n3 associés à V2, V2, V3 ... Utilise alors la loi des gaz parfaits.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite704a10e4]

bonjour art attack,

j'ai fait ce que vous m'avez dit mais je retombe encore une fois sur 30l et la réponse est 10l


merciii d'avance

Cordialement,

[chimhet]

N2 + 3 H2 = 2 NH3
15 l d'azote et de 15 l d'hydrogène?On suppose la réaction complète
donc il manque de l'H2 réactif limitant .
15/3=5l de H2 réagissent pour former 2*5=10 l de NH3
et il restera 10 l d'azote

[Duke Alchemist]

Bonsoir.

Connais-tu les tableaux d'avancement ?

Sinon, sans tableau :
On note V_m le volume molaire (à savoir le volume occupé par une mol de gaz. L'avantage, c'est que V_m est le même pour tous les gaz (supposé parfait) dans des conditions de température et de pression données. En fait, V_m=RT/p (à partir de la loi des gaz parfaits).
Tu peux t'amuser à le calculer si tu connais les CNTP (ATTENTION aux conversions !)...

Continuons.

La quantité initiale de matière (en mol) de N₂ est n(N₂) = V(N₂)/V_m = ...
De même, la quantité initiale en H₂ est n(H₂) = ...

Le réactif limitant est ...
Donc l'avancement maximal de la réaction est ...
La quantité de NH₃ formé sera de ...
Ce qui correspond à un volume en NH₃ de ...

Duke.

EDIT : Grillé...

[ArtAttack]

D'abord tu calcules n(N2) = (V.P)/(R.T), puis n(H2) càd même volume mais avec un coefficient stœchiométrique 3, puis n(NH3) = [n(N2) + n(H2)] / 2.

n(N2) = (0.015 x 1.013.10^5)/(8.31 x 298) = 0.6136 mol
n(H2) = 0.6136 / 3 = 0.20453 mol
n(NH3) = [n(N2) + n(H2)] / 2 = (0.6136 + 0.20453) / 2 = 0.4091 mol

On réintroduit dans la loi des gaz parfaits :
V(NH3) = n(NH3).R.T/P
V(NH3) = 0.4091 x 8.31 x 298 / 1.013.10^5
V(NH3) = 0.0100 m^3 = 10.0 L

[invite8c93f715]

Bonsoir.

Tu as pV=nRT où R est une constante.

Pour une quantité de gaz donnée (i.e. n=cste) :
à V=cst, on à p*cst = cst*cst*T... Que penses-tu alors de tracer p=p(T) ? une droite de proportionnalité (Loi de Charles).

Fais des propositions pour les deux autres cas...

Duke.

EDIT : Quand je le faisais avec les élèves, je le faisais dans le sens inverse : on trouvait les relations p(T), p(V) et V(n) pour déduire la loi des gaz parfaits...

Donc si j'ai bien compris je peux tracer la droite de la fonction P = f (T) à volume constant ?
A pression constante, donc cste.V= cste cste T donc V= f(T) ?
A température cste, PV = cste cste cste donc P = f(1/V ) ?

[Duke Alchemist]

Bonjour.

C'est l'idée, en effet.

Expérimentalement,
* p=p(T) (Loi de Charles) donne une droite (qui mène au zéro absolu par extrapolation )
* V=V(T) suivant le principe suivant
* p=p(V) donne une hyperbole ou comme tu l'as judicieusement remarqué p=p(1/V) donne une droite qui est plus facile à exploiter.

Cordialement,
Duke.

[invite704a10e4]

Bonsoir,

au faite je voulais savoir comment fait on pour classer des gaz dans un
ordre croissant de leur vitesse de déplacement
en ayant juste la température qui est de 300 K.


Merciii d'avance

[Duke Alchemist]

Bonsoir.

Bonsoir,

au faite je voulais savoir comment fait on pour classer des gaz dans un
ordre croissant de leur vitesse de déplacement
en ayant juste la température qui est de 300 K.

Merciii d'avance

Au fait, je voulais savoir pourquoi tu ne crées pas tes propres discussions ? surtout quand elle n'ont pas un grand lien avec celle entamée

Sinon, je ne comprends pas trop la question...

Duke.