Propriétés physiques des gaz

Les gaz peuvent être définis comme des substances qui sont à l’état gazeux dans des conditions standard de température et de pression. Les vapeurs sont des substances qui sont normalement liquides ou solides dans des conditions standard de température et de pression.

Les lois des gaz concernent la façon dont le volume de gaz change avec la pression et la température.

La loi de Boyle stipule que le volume d’une masse fixe d’un gaz parfait, à température constante, est inversement proportionnel à sa pression (P ∝ 1/V). La loi de Charles stipule que le volume d’une masse fixe d’un gaz parfait à pression constante est directement proportionnel à sa température absolue (mesurée en KELVIN). La loi d’Avogadro stipule qu’à température et pression constantes, le volume d’un gaz parfait est directement proportionnel à sa quantité exprimée en nombre de moles. Des volumes égaux de gaz parfaits différents à la même pression et à la même température contiennent le même nombre de molécules.

Aux conditions normales (298 K et 100 kPa), 1 mol d’un gaz occupe environ 24 dm 3 = 24,000 cm 3.

Les lois susmentionnées de Boyle, Charles et Avogadro peuvent être combinées en une loi des gaz parfaits, qui met en relation la pression, la température, et le volume de n moles de gaz. La loi s’énonce comme suit: PV = nRT.

Toutes les lois susmentionnées ne s’appliquent qu’à un gaz parfait ou idéal. Le modèle de gaz idéal est basé sur un certain nombre d’hypothèses:

  1. La pression exercée par un gaz est le résultat de ses molécules qui sont en mouvement aléatoire et continu, entrant en collision avec les parois du récipient contenant le gaz.
  2. Les collisions avec les parois et les collisions entre les molécules sont parfaitement élastiques, de sorte que l’énergie cinétique totale de toutes les molécules de gaz est constante.
  3. L’énergie cinétique moyenne des molécules est directement proportionnelle à la température du gaz mesurée en kelvin.
  4. Les forces d’attraction entre les molécules ainsi qu’entre les molécules et les parois des récipients sont négligeables.
  5. Le volume réel d’une molécule de gaz et donc de toutes les molécules de gaz est négligeable par rapport au volume du contenant.

L’écart par rapport au comportement des gaz parfaits augmente à mesure que la température diminue, que la pression augmente et que les gaz se rapprochent de leur point de liquéfaction, moment auquel le volume réel des molécules et les forces entre elles ne peuvent plus être négligeables.

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