Flashcards : Biophysique des gaz et changements d’état — 55 cartes

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1Question

Qu'est-ce qu'un gaz selon la définition donnée ?

Réponse

Un ensemble d’atomes ou molécules indépendants avec agitation thermique élevée.

2Question

Qu'impose la condition pour qu'un gaz soit dit parfait ?

Réponse

Être éloigné de ses conditions de liquéfaction, à faible pression et haute température.

3Question

Que décrit la description macroscopique des gaz ?

Réponse

Les relations entre quantité de matière, volume, pression et température.

4Question

Que décrit la description microscopique des gaz ?

Réponse

Le comportement des molécules et leurs collisions.

5Question

Que relie la loi de Boyle-Mariotte ?

Réponse

La pression et le volume à quantité de matière et température constantes.

6Question

Que se passe-t-il avec le volume si la pression augmente selon Boyle-Mariotte ?

Réponse

Le volume diminue.

7Question

Comment s'écrit la loi de Boyle-Mariotte à température constante ?

Réponse

PV=constantePV=\mathrm{constante}.

8Question

Quelle formule exprime la loi de Charles à pression constante ?

Réponse

ΔVV0=αΔθ\frac{\Delta V}{V_0}=\alpha\Delta\theta et V1=V0(1+αΔθ)V_1=V_0(1+\alpha\Delta\theta).

9Question

Quelle est la valeur de α\alpha dans la loi de Charles ?

Réponse

α=1273\alpha=\frac{1}{273}.

10Question

Quelle formule exprime la loi de Gay-Lussac à volume constant ?

Réponse

Δpp0=βΔθ\frac{\Delta p}{p_0}=\beta\Delta\theta et p=p0(1+βΔθ)p=p_0(1+\beta\Delta\theta).

11Question

Quelle est l'équation d'état d'un gaz parfait ?

Réponse

PV=nRTPV=nRT

12Question

En quelles unités doit-on exprimer la température T dans l'équation des gaz parfaits ?

Réponse

En kelvins.

13Question

En quelles unités doit-on exprimer le volume V dans l'équation des gaz parfaits ?

Réponse

En mètres cubes.

14Question

Quelle est la valeur de la constante des gaz parfaits R en unités internationales ?

Réponse

8,3143 JK1mol18,3143\ \mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}

15Question

Quelle est la valeur approximative de R dans les unités usuelles ?

Réponse

0,08206 LatmK1mol10,08206\ \mathrm{L\,atm\,K^{-1}\,mol^{-1}}

16Question

Quel volume occupe une mole de gaz parfait à 0 °C et 760 mmHg ?

Réponse

Environ 22,4 litres.

17Question

Quelle loi donne la pression totale d'un mélange gazeux ?

Réponse

La loi de Dalton.

18Question

Quelle est la formule de la pression totale selon Dalton ?

Réponse

P=ipiP=\sum_i p_i.

19Question

Qu'est-ce que la pression partielle d'un gaz i ?

Réponse

La pression qu'exercerait le gaz i seul au même volume et température.

20Question

Comment calcule-t-on la pression partielle d'un gaz i ?

Réponse

Par pi=niRTVp_i=\frac{n_iRT}{V}.

21Question

Comment la théorie cinétique décrit-elle le mouvement des molécules de gaz ?

Réponse

Les molécules sont ponctuelles et se déplacent en ligne droite entre collisions élastiques.

22Question

Que prédit la distribution de Maxwell-Boltzmann quand la température augmente ?

Réponse

Le nombre de molécules rapides augmente.

23Question

Quelle est la formule de l'énergie cinétique moyenne d'une molécule ?

Réponse

E=12mve2\overline{E}=\frac{1}{2}mv_e^2

24Question

Que représente vev_e dans la formule de l'énergie cinétique moyenne ?

Réponse

La vitesse efficace ou quadratique moyenne.

25Question

Quelle est la formule de la vitesse efficace des molécules ?

Réponse

ve=3RTMv_e=\sqrt{\frac{3RT}{M}}

26Question

À quoi est proportionnelle la vitesse efficace vev_e ?

Réponse

À la racine carrée de la température TT.

27Question

Comment la vitesse efficace vev_e dépend-elle de la masse molaire MM ?

Réponse

Elle est inversement proportionnelle à la racine carrée de MM.

28Question

Que se passe-t-il aux molécules lors d'une compression d'un gaz ?

Réponse

Les molécules se rapprochent.

29Question

Que reçoit le gaz lors d'une compression ?

Réponse

Le gaz reçoit de l'énergie.

30Question

Quelle est la formule du travail pour une transformation réversible d'un gaz parfait ?

Réponse

W=nRTln(V2V1)=nRTln(p1p2)W=nRT\ln\left(\frac{V_2}{V_1}\right)=nRT\ln\left(\frac{p_1}{p_2}\right).

31Question

Qu'est-ce que le potentiel chimique μ ?

Réponse

Le niveau énergétique d'une mole de gaz à la pression p et température T.

32Question

Quelle est la formule du potentiel chimique pour un gaz parfait ?

Réponse

μ=μ0+RTln(p)\mu=\mu_0+RT\ln(p).

33Question

À quoi correspond μ₀ dans la formule du potentiel chimique ?

Réponse

À la pression de référence de 1 atmosphère.

34Question

Qu'impose la température sur l'écart d'un gaz réel au gaz parfait ?

Réponse

L'écart augmente quand la température diminue.

35Question

Comment la pression influence-t-elle l'écart d'un gaz réel au gaz parfait ?

Réponse

L'écart augmente quand la pression augmente.

36Question

Quelle est l'équation de Van der Waals pour une mole de gaz réel ?

Réponse

(p+aV2)(Vb)=RT(p+\frac{a}{V^2})(V-b)=RT

37Question

Qu'est-ce que la pression de cohésion π ?

Réponse

La différence entre la pression théorique d'un gaz parfait et la pression effective d'un gaz réel.

38Question

Quelle est la formule de la pression de cohésion π ?

Réponse

π=p1p\pi=p_1-p

39Question

Comment un gaz réel peut-il se liquéfier ?

Réponse

Par compression et/ou refroidissement.

40Question

Comment se calcule la fraction molaire du gaz i dans un mélange ?

Réponse

C'est le rapport xi=niinix_i=\frac{n_i}{\sum_i n_i}.

41Question

Quelle relation exprime la loi de Henry pour un gaz dissous ?

Réponse

La quantité dissoute vérifie V=spV=s\,p.

42Question

Comment évolue le coefficient de solubilité s avec la température ?

Réponse

Le coefficient de solubilité diminue quand la température augmente.

43Question

Comment s'applique la loi de Henry dans un mélange gazeux ?

Réponse

Elle s'applique séparément à chaque gaz du mélange.

44Question

Donnez un exemple d'application de la loi de Henry au dioxygène.

Réponse

On a V(O2)=s(O2)p(O2)V(O_2)=s(O_2)p(O_2).

45Question

Donnez un exemple d'application de la loi de Henry au dioxyde de carbone.

Réponse

On a V(CO2)=s(CO2)p(CO2)V(CO_2)=s(CO_2)p(CO_2).

46Question

Quels changements d’état impliquent la vaporisation et la liquéfaction ?

Réponse

Le passage entre liquide et gaz.

47Question

Que se passe-t-il à la température d’un solide pendant sa fusion ?

Réponse

Elle reste constante.

48Question

Qu’est-ce que la chaleur latente de fusion ?

Réponse

La chaleur nécessaire pour transformer 1 g de solide en liquide à la température de fusion.

49Question

Quelle est la valeur de la chaleur latente de fusion de la glace ?

Réponse

80 cal·g⁻¹.

50Question

Comment varie généralement la température de fusion avec la pression ?

Réponse

Elle augmente généralement avec la pression.

51Question

Quelle exception existe à la variation de la température de fusion avec la pression ?

Réponse

La glace est une exception.

52Question

Qu'est-ce qui différencie l'évaporation de l'ébullition ?

Réponse

L'évaporation se fait à la surface à toute température, l'ébullition crée des bulles dans tout le liquide à une température précise.

53Question

Qu'est-ce que la vaporisation ?

Réponse

Le passage de l'état liquide à l'état gazeux.

54Question

Quand la vaporisation s'arrête-t-elle dans une atmosphère gazeuse ?

Réponse

Quand la pression partielle de vapeur atteint la pression maximale de vapeur.

55Question

Quand la dissolution d'un gaz cesse-t-elle ?

Réponse

Quand son potentiel chimique est identique dans les phases gazeuse et liquide.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 29 questions sur Biophysique des gaz et changements d’état.

1. Quelle caractéristique microscopique distingue principalement un gaz d’un liquide ou d’un solide ?

2. Dans quelles conditions un gaz peut-il être considéré comme parfait ?

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