QCM : Gaz : modèle, lois et pression (21 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle description correspond au modèle particulaire de la matière ?

La matière est constituée de particules qui ne bougent qu’en changeant de phase.
La matière est constituée de particules microscopiques en mouvement constant et aléatoire.
La matière est composée de particules microscopiques qui suivent des trajectoires toujours ordonnées.
La matière est un milieu continu dont les particules restent immobiles au repos.

La matière est constituée de particules microscopiques en mouvement constant et aléatoire.

Explication

Le modèle particulaire décrit la matière comme constituée d’atomes ou de molécules en mouvement constant et aléatoire. Un mouvement toujours ordonné ne correspond pas à cette description.

2. Quel équilibre détermine l’état physique d’une substance ?

L’équilibre entre les forces d’attraction intermoléculaires et l’énergie cinétique des particules.
L’équilibre entre l’ordre des particules et la quantité de matière présente.
L’équilibre entre la masse des particules et leur volume propre.
L’équilibre entre la température de la substance et la pression extérieure.

L’équilibre entre les forces d’attraction intermoléculaires et l’énergie cinétique des particules.

Explication

L’état physique dépend de la balance entre l’attraction intermoléculaire et l’énergie cinétique des particules. La masse et le volume propre ne constituent pas les deux facteurs définis par cette règle.

3. Un échantillon conserve son volume, mais prend la forme de son contenant. À quel état physique correspond-il ?

À l’état liquide, qui a un volume défini et une forme indéfinie.
À l’état solide, qui a un volume défini et une forme définie.
À l’état gazeux, qui a un volume défini et une forme indéfinie.
À l’état liquide, qui a un volume indéfini et une forme définie.

À l’état liquide, qui a un volume défini et une forme indéfinie.

Explication

Un liquide conserve un volume défini, mais sa forme est indéfinie et dépend du contenant. Un solide conserve aussi une forme définie, tandis qu’un gaz n’a ni volume ni forme définis.

4. À quoi correspond l’énergie cinétique d’un corps ?

À l’énergie qu’il possède en raison de sa position dans un champ.
À l’énergie qu’il possède en raison de son mouvement.
À l’énergie stockée dans ses liaisons entre particules.
À l’énergie transférée uniquement lorsqu’il change de température.

À l’énergie qu’il possède en raison de son mouvement.

Explication

L’énergie cinétique est l’énergie qu’un corps possède du fait de son mouvement. L’énergie associée à la position est une autre forme d’énergie, et ne définit pas l’énergie cinétique.

5. Une particule de masse mm se déplace à la vitesse vv. Quelle relation permet de calculer son énergie cinétique en joules ?

EC=12mvEC = \frac{1}{2}m v, avec la masse en kilogrammes et la vitesse en mètres par seconde.
EC=mv2EC = mv^2, avec la masse en kilogrammes et la vitesse en mètres par seconde.
EC=12mv2EC = \frac{1}{2}mv^2, avec la masse en kilogrammes et la vitesse en mètres par seconde.
EC=12m2vEC = \frac{1}{2}m^2v, avec la masse en kilogrammes et la vitesse en mètres par seconde.

$$EC = \frac{1}{2}mv^2$$, avec la masse en kilogrammes et la vitesse en mètres par seconde.

Explication

L’énergie cinétique est calculée par EC=12mv2EC = \frac{1}{2}mv^2, avec la masse en kilogrammes et la vitesse en mètres par seconde. La relation utilisant la vitesse sans la mettre au carré ne traduit pas cette formule.

6. Comment la translation des particules se manifeste-t-elle selon les phases de la matière ?

Elle prédomine dans les gaz, est négligeable dans les solides et est inexistante dans les liquides.
Elle prédomine dans les gaz, est négligeable dans les liquides et est inexistante dans les solides.
Elle prédomine dans les solides, est négligeable dans les liquides et est inexistante dans les gaz.
Elle prédomine dans les liquides, est négligeable dans les gaz et est inexistante dans les solides.

Elle prédomine dans les gaz, est négligeable dans les liquides et est inexistante dans les solides.

Explication

La translation est un déplacement linéaire en ligne droite, prédominant dans les gaz, négligeable dans les liquides et inexistant dans les solides. Elle n’est donc pas le mouvement dominant des particules d’un solide.

7. Dans la théorie cinétique des gaz, comment le volume propre des particules se compare-t-il au volume total du gaz ?

Il varie de façon à remplir exactement le volume total du gaz.
Il est supérieur au volume total occupé par le gaz.
Il est comparable au volume total occupé par le gaz.
Il est négligeable par rapport au volume total occupé par le gaz.

Il est négligeable par rapport au volume total occupé par le gaz.

Explication

La théorie cinétique considère que le volume propre des particules gazeuses est négligeable par rapport au volume occupé par le gaz. Le volume des particules n’est donc pas comparable au volume total dans ce modèle.

8. Que prévoit la théorie cinétique au sujet des collisions entre particules gazeuses ?

Elles sont parfaitement élastiques et n’entraînent aucune perte nette d’énergie cinétique globale sous forme de chaleur.
Elles sont inélastiques et diminuent l’énergie cinétique globale après chaque collision.
Elles sont parfaitement élastiques et transforment une partie de l’énergie cinétique globale en chaleur.
Elles sont inélastiques et conservent l’énergie cinétique globale sans transfert thermique.

Elles sont parfaitement élastiques et n’entraînent aucune perte nette d’énergie cinétique globale sous forme de chaleur.

Explication

Les collisions sont parfaitement élastiques : elles ne produisent aucune perte nette d’énergie cinétique globale sous forme de chaleur. Une transformation nette de cette énergie en chaleur correspondrait à des collisions non parfaitement élastiques.

9. Quelles interactions mutuelles les particules exercent-elles dans le modèle du gaz idéal ?

Elles exercent des forces d’attraction et de répulsion de même intensité.
Elles n’exercent ni force d’attraction ni force de répulsion les unes sur les autres.
Elles exercent des forces d’attraction, mais pas de forces de répulsion.
Elles exercent des forces de répulsion, mais pas de forces d’attraction.

Elles n’exercent ni force d’attraction ni force de répulsion les unes sur les autres.

Explication

Dans le modèle du gaz idéal, les particules n’exercent aucune force d’attraction ni de répulsion mutuelle. Des forces équilibrées d’attraction et de répulsion ne sont pas l’hypothèse retenue par ce modèle.

10. Si la température absolue d’un gaz augmente, comment évolue l’énergie cinétique moyenne de ses particules ?

Elle reste constante tant que la quantité de gaz ne change pas.
Elle augmente proportionnellement à la température exprimée en kelvins.
Elle diminue proportionnellement à la température exprimée en kelvins.
Elle augmente proportionnellement à la température exprimée en degrés Celsius.

Elle augmente proportionnellement à la température exprimée en kelvins.

Explication

L’énergie cinétique moyenne des particules est directement proportionnelle à la température absolue mesurée en kelvins. La température en degrés Celsius doit être convertie en kelvins avant d’appliquer cette relation.

11. Pourquoi un gaz peut-il réduire considérablement son volume lorsqu’une force externe est appliquée?

Parce que ses molécules se transforment en liquide sous toute pression externe.
Parce que ses molécules cessent de se déplacer lorsqu’elles sont comprimées.
Parce que ses molécules perdent leur masse lorsqu’elles sont rapprochées.
Parce que ses molécules sont séparées par un immense espace vide qui peut être réduit.

Parce que ses molécules sont séparées par un immense espace vide qui peut être réduit.

Explication

L’espace vide important entre les molécules permet de rapprocher celles-ci et de réduire fortement le volume du gaz. La liquéfaction peut survenir dans certaines conditions, mais elle n’explique pas la compressibilité elle-même.

12. Quel phénomène correspond au mélange graduel et uniforme de plusieurs gaz sous l’effet du mouvement de leurs particules?

L’effusion, qui disperse les gaz après leur passage par une ouverture minuscule.
La diffusion, qui disperse et mélange les gaz progressivement.
La compression, qui rapproche les gaz sous l’action d’une force externe.
L’expansion, qui fait occuper au gaz tout le volume de son contenant.

La diffusion, qui disperse et mélange les gaz progressivement.

Explication

La diffusion est le mélange graduel et uniforme de deux ou plusieurs gaz dû au mouvement brownien de leurs particules. L’effusion concerne plutôt l’échappement d’un gaz par une petite ouverture.

13. Un gaz s’échappe par un orifice très petit sans collision moléculaire directe pendant le passage; comment nomme-t-on ce phénomène?

L’expansion, soit l’occupation uniforme de tout le volume disponible.
L’effusion, soit l’échappement d’un gaz par une ouverture minuscule ou poreuse.
La compressibilité, soit la réduction du volume sous une force externe.
La diffusion, soit le mélange progressif de gaz dans un même espace.

L’effusion, soit l’échappement d’un gaz par une ouverture minuscule ou poreuse.

Explication

L’effusion désigne l’échappement d’un gaz par une ouverture minuscule ou poreuse sans collision moléculaire directe. La diffusion est un distracteur plausible, mais elle décrit le mélange de plusieurs gaz.

14. Selon la loi de Graham, comment comparer les vitesses d’effusion de deux gaz de masses molaires M1M_1 et M2M_2?

Le rapport des vitesses est v1v2=M2M1\frac{v_1}{v_2}=\frac{M_2}{M_1}.
Le rapport des vitesses est v1v2=M1M2\frac{v_1}{v_2}=\frac{M_1}{M_2}.
Le rapport des vitesses est v1v2=M1M2\frac{v_1}{v_2}=\sqrt{\frac{M_1}{M_2}}.
Le rapport des vitesses est v1v2=M2M1\frac{v_1}{v_2}=\sqrt{\frac{M_2}{M_1}}.

Le rapport des vitesses est $$\frac{v_1}{v_2}=\sqrt{\frac{M_2}{M_1}}$$.

Explication

La loi de Graham donne le rapport des vitesses comme la racine carrée du rapport inverse des masses molaires. L’expression avec M1M2\sqrt{\frac{M_1}{M_2}} inverse ce rapport et prédit donc la relation dans le mauvais sens.

15. Quelle interaction microscopique produit la pression exercée par un gaz sur son récipient?

Les collisions des particules du gaz contre les parois du récipient.
Les attractions entre les particules du gaz au centre du récipient.
Les échanges de chaleur entre le gaz et les parois du récipient.
Les collisions des particules du gaz entre elles dans tout le récipient.

Les collisions des particules du gaz contre les parois du récipient.

Explication

La pression gazeuse résulte de l’ensemble des collisions des particules contre les parois du récipient. Les collisions entre particules influencent leur mouvement, mais ce sont les impacts sur les parois qui produisent la pression mesurée.

16. Une force perpendiculaire de 24 N24\,\text{N} agit sur une aire de 3 m23\,\text{m}^2; quelle pression est exercée?

8 Pa8\,\text{Pa}, puisque la pression est la force divisée par l’aire.
8 N8\,\text{N}, puisque la pression est la force divisée par l’aire.
72 Pa72\,\text{Pa}, puisque la pression est la force multipliée par l’aire.
0,125 Pa0{,}125\,\text{Pa}, puisque la pression est l’aire divisée par la force.

$$8\,\text{Pa}$$, puisque la pression est la force divisée par l’aire.

Explication

La définition P=FAP=\frac{F}{A} donne 243=8 Pa\frac{24}{3}=8\,\text{Pa}. Multiplier la force par l’aire ne respecte pas la relation entre pression, force et surface.

17. Quelle série d’unités représente la même pression?

101,3 kPa=760 mm Hg=2 atm101{,}3\,\text{kPa}=760\,\text{mm Hg}=2\,\text{atm}
101,3 kPa=760 cm Hg=1 atm101{,}3\,\text{kPa}=760\,\text{cm Hg}=1\,\text{atm}
101,3 kPa=760 mm Hg=1 atm101{,}3\,\text{kPa}=760\,\text{mm Hg}=1\,\text{atm}
101,3 Pa=760 mm Hg=1 atm101{,}3\,\text{Pa}=760\,\text{mm Hg}=1\,\text{atm}

$$101{,}3\,\text{kPa}=760\,\text{mm Hg}=1\,\text{atm}$$

Explication

Une atmosphère équivaut à 760 mm Hg760\,\text{mm Hg} ou 101,3 kPa101{,}3\,\text{kPa}. Remplacer les kilopascals par des pascals change l’échelle de la valeur de pression.

18. Dans un récipient fermé, on diminue le volume d’un gaz tout en maintenant sa quantité et sa température constantes; quel effet observe-t-on sur la pression?

Elle augmente, car chaque particule acquiert une énergie cinétique supérieure.
Elle diminue, car les particules disposent de moins d’espace pour se déplacer.
Elle augmente, car les particules frappent les parois plus fréquemment.
Elle reste constante, car la quantité de gaz ne change pas.

Elle augmente, car les particules frappent les parois plus fréquemment.

Explication

À température et quantité constantes, la diminution du volume accroît la fréquence des impacts sur les parois et augmente la pression. Une hausse de l’énergie cinétique serait associée à un changement de température, qui est ici maintenue constante.

19. Dans un manomètre à bout fermé, une colonne de mercure mesure h=82 mm Hgh=82\,\text{mm Hg}; quelle pression du gaz indique-t-elle?

Pgaz=Patm82 mm HgP_{gaz}=\frac{P_{atm}}{82}\,\text{mm Hg}, car la mesure dépend de la pression extérieure.
Pgaz=82 mm HgP_{gaz}=82\,\text{mm Hg}, car le tube fermé au-dessus du mercure est sous vide.
Pgaz=Patm+82 mm HgP_{gaz}=P_{atm}+82\,\text{mm Hg}, car la pression atmosphérique s’ajoute à la colonne.
Pgaz=Patm−82 mm HgP_{gaz}=P_{atm}-82\,\text{mm Hg}, car la colonne est comparée à l’atmosphère.

$$P_{gaz}=82\,\text{mm Hg}$$, car le tube fermé au-dessus du mercure est sous vide.

Explication

Le vide au-dessus du mercure dans le manomètre à bout fermé permet à la pression du gaz de s’équilibrer directement avec la colonne; ainsi, Pgaz=hP_{gaz}=h. L’ajout de la pression atmosphérique est nécessaire pour certaines mesures à bout ouvert, pas dans ce cas.

20. Dans un manomètre à bout ouvert, le mercure est plus bas du côté du gaz que du côté de l’air libre; quelle relation donne la pression du gaz?

Pgaz=PatmP_{gaz}=P_{atm}, car les deux côtés du manomètre sont à l’équilibre.
Pgaz=Patm+hP_{gaz}=P_{atm}+h, car le gaz exerce une pression supérieure à celle de l’atmosphère.
Pgaz=hP_{gaz}=h, car la pression atmosphérique n’intervient pas dans un tube ouvert.
Pgaz=Patm−hP_{gaz}=P_{atm}-h, car l’atmosphère exerce une pression supérieure à celle du gaz.

$$P_{gaz}=P_{atm}+h$$, car le gaz exerce une pression supérieure à celle de l’atmosphère.

Explication

Un niveau de mercure plus bas du côté du gaz indique que le gaz est plus pressant que l’atmosphère, d’où l’addition de hh à PatmP_{atm}. La soustraction correspond au cas où le mercure est plus haut du côté du gaz.

21. Dans un manomètre à bout ouvert, le mercure est plus haut du côté du gaz que du côté de l’air libre; comment déterminer PgazP_{gaz}?

Pgaz=Patm−hP_{gaz}=P_{atm}-h, car l’atmosphère est plus pressante que le gaz.
Pgaz=Patm+hP_{gaz}=P_{atm}+h, car le gaz est plus pressant que l’atmosphère.
Pgaz=PatmP_{gaz}=P_{atm}, car la différence de hauteur ne modifie pas la pression du gaz.
Pgaz=hP_{gaz}=h, car le tube ouvert élimine l’effet de la pression atmosphérique.

$$P_{gaz}=P_{atm}-h$$, car l’atmosphère est plus pressante que le gaz.

Explication

Lorsque le mercure est plus haut du côté du gaz, la pression atmosphérique domine et la pression du gaz vaut Patm−hP_{atm}-h. L’addition de hh s’applique à la configuration opposée, où le gaz pousse davantage sur le mercure.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 46 flashcards sur Gaz : modèle, lois et pression.

Selon le modèle particulaire, de quoi la matière est-elle composée ?

De particules microscopiques, atomes ou molécules.

Comment les particules de la matière se déplacent-elles selon le modèle particulaire ?

Elles sont en mouvement constant et aléatoire.

Quel équilibre détermine l’état physique d’une substance ?

L’équilibre entre les forces d’attraction intermoléculaires et l’énergie cinétique des particules.

Voir les flashcards →

Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Gaz : modèle, lois et pression.

Voir la fiche →

Cours similaires

Fondements de la psychologie sociale

Audit et stratégie de communication

Précurseurs de la pensée sociologique

Biologie des cellules végétales

SVT

Génétique, santé et immunité

SVT

Multiplier par 10, 100 et 1 000

Mathématiques

Crée tes propres QCM

Importe ton cours et l'IA génère des QCM avec corrections en 30 secondes.

Générateur de QCM