Les lois des gaz

Les premières lois des gaz furent découvertes de façon empirique par l'utilisation de la méthode scientifique.
Ces lois ne s'appliquent que si les gaz sont dits idéaux ou parfaits, c'est à dire à pression faible et à température élevée par rapport à la température de liquéfaction du gaz. Dans les cas contraires, elles ne donnent qu'une valeur approximative.

La toute première est celle de Boyle et Mariotte. Ils observèrent que pour une quantité donnée d'un gaz à température constante, le volume occupé par ce gaz est inversement proportionnel à sa pression. Si c'est le cas alors le produit PV = constante. On peut donc écrire
P V = P' V'
Si on connaît la pression et le volume occupé par un gaz l'on peut calculer la pression ou le volume si l'autre paramètre est changé.
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La loi de Gay-Lussac nous dit que pour une quantité de gaz à volume constant, la pression de ce gaz est directement proportionnelle à sa température absolue. Alors P / T = constante. Comme dans le cas précédent l'on peut donc en déduire
P / T = P' / T'
Si l'on connaît la pression et la température d'un gaz, l'on peut calculer la température ou la pression si l'autre paramètre est changé.
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Avogadro a avancé l'hypothèse, si deux gaz sont à la même pression et température, un même volume de ces deux gaz contient la même quantité de particules (molécules). Ceci nous permet de dire qu'à P et T constantes, le volume d'un gaz est directement proportionnel à son nombre de moles (n). Nous avons donc trois relations

V / n = constante
P V = constante
P / T = constante

En combinant ces trois relations on obtient
P V
         ----  =  R
n T

c'est l'équation d'état des gaz parfaits que l'on présente de cette façon

P V = n R T

où R est appelée constante des gaz parfaits. Cette constante peut être calculée, une mole d'un gaz sous une pression de 101.3 kPa à une température de 273 K occupe un volume de 22,4 dm3 (litres). Son calcul donne 8,31 kPa dm3 / mol K. Si la pression est exprimée dans une autre unité, R aura alors une valeur différente.
Note: En utilisant le Pascal comme unité de pression le volume sera alors en m3, la masse en kg, la masse molaire en kg/mol et la masse volumique en kg/m3.

La première équation permet de trouver un état si les trois autres sont connus. Placez un ? sur l'état désiré et entrez les autres paramètres. Si vous voyez ce texte c'est que votre navigateur ne peut exécuter les applets en Java. Désolé.
La deuxième vous calcule la masse molaire si la masse de gaz, sa température, sa pression et son volume sont connus.
La troisième calcule la masse volumique d'un gaz d'une masse molaire, pression et température connues.

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