QCM : Les gaz parfaits (9 questions)

Question 1

1. Un échantillon de gaz parfait contient $2{,}0$ mol à $300$ K dans un volume de $0{,}050$ m³. Quelle relation permet de déterminer sa pression ?

P=\frac{nRV}{T}

P=\frac{nRT}{V}

P=\frac{RT}{nV}

P=\frac{nT}{RV}

Explication

L’équation d’état est $PV=nRT$ ; en isolant la pression, on obtient $P=\frac{nRT}{V}$ . Les autres expressions placent incorrectement le volume, la température ou la quantité de matière.

Answer

$$P=\frac{nRT}{V}$$

Question 2

2. Dans une expérience, la pression d’un gaz réel est progressivement abaissée vers zéro. Quel comportement est alors attendu ?

Le gaz réel se comporte comme un gaz parfait.

Le gaz réel devient un mélange idéal sans interaction.

Le gaz réel s’écarte davantage du comportement parfait.

Le gaz réel tend vers un état où son volume est nul.

Explication

Quand la pression tend vers zéro, les gaz réels se comportent comme des gaz parfaits. L’écart croissant concerne plutôt les pressions élevées, tandis que le mélange idéal décrit l’absence d’interactions entre constituants.

Answer

Le gaz réel se comporte comme un gaz parfait.

Question 3

3. Un mélange gazeux présente des pressions partielles de $18$ kPa, $27$ kPa et $5$ kPa. Quelle est sa pression totale selon la loi de Dalton ?

40

kPa

50

kPa

16{,}7

kPa

27

kPa

Explication

La loi de Dalton donne la pression totale comme la somme des pressions partielles : $18+27+5=50$ kPa. La valeur $27$ kPa correspond à la plus grande pression partielle, et $16{,}7$ kPa à leur moyenne.

Answer

$$50$$ kPa

Question 4

4. Dans un mélange, un constituant représente $3$ mol sur un total de $12$ mol. Quelle est sa fraction molaire exprimée en pourcentage ?

4\,\%

3\,\%

25\,\%

0{,}25\,\%

Explication

La fraction molaire vaut $\frac{n_i}{\sum_j n_j}\times100\,\%$ , donc $\frac{3}{12}\times100=25\,\%$ . Le rapport inverse donne $4$ , tandis que conserver le nombre de moles ou le rapport décimal ne fournit pas le pourcentage demandé.

Answer

$$25\,\%$$

Question 5

5. Dans le modèle cinétique des gaz, qu’est-ce qu’un choc élastique entre molécules ?

Une collision qui modifie la masse des molécules impliquées

Une collision au cours de laquelle l’énergie cinétique totale est conservée

Une collision au cours de laquelle les molécules fusionnent momentanément

Une collision qui transforme une partie de l’énergie cinétique en chaleur

Explication

Un choc élastique conserve l’énergie cinétique, conformément aux hypothèses du modèle moléculaire. Une collision peut modifier les vitesses des molécules, mais elle ne doit pas entraîner de perte d’énergie cinétique totale.

Answer

Une collision au cours de laquelle l’énergie cinétique totale est conservée

Question 6

6. Quelle énergie cinétique moyenne est attribuée à une molécule diatomique à la température absolue $T$ dans le cadre de l’équipartition indiqué ?

\frac{5}{2}kT

\frac{2}{3}kT

\frac{3}{2}kT

\frac{6}{2}kT

Explication

La valeur donnée pour une molécule diatomique est $\frac{5}{2}kT$ . La valeur $\frac{3}{2}kT$ correspond à une molécule monoatomique.

Answer

$$\frac{5}{2}kT$$

Question 7

7. Quel est le rôle du paramètre $b$ dans l’équation de Van der Waals utilisée pour décrire un gaz réel lorsque la pression augmente ?

Il représente le volume propre des molécules gazeuses.

Il représente la pression exercée par les molécules.

Il corrige l’énergie cinétique liée aux vibrations.

Il mesure la vitesse moyenne des molécules.

Explication

Le paramètre $b$ prend en compte le volume propre des molécules, qui devient non négligeable à pression élevée. Le paramètre $a$ , plutôt que $b$ , représente la pression moléculaire.

Answer

Il représente le volume propre des molécules gazeuses.

Question 8

8. En quoi la loi des gaz parfaits $PV=nRT$ diffère-t-elle de la relation valable lors d’une transformation à température constante ?

La première relie pression, volume, quantité de matière et température, tandis que la seconde impose l’égalité des produits pression-volume entre deux états.

La première relie pression et température à volume fixe, tandis que la seconde impose l’égalité des rapports pression-température entre deux états.

La première décrit la vitesse moléculaire en fonction de la température, tandis que la seconde relie cette vitesse à la masse molaire du gaz.

La première exprime la pression totale d’un mélange, tandis que la seconde additionne les pressions partielles de ses constituants.

Explication

L’équation d’état des gaz parfaits met en relation les quatre grandeurs macroscopiques indiquées, alors qu’à température constante le produit $PV$ reste identique entre les deux états. La relation faisant intervenir les rapports pression-température correspond plutôt à une transformation à volume constant.

Answer

La première relie pression, volume, quantité de matière et température, tandis que la seconde impose l’égalité des produits pression-volume entre deux états.

Question 9

9. Si la température d’un gaz reste constante tandis que son volume diminue, quelle conséquence la loi de Boyle-Mariotte prévoit-elle pour sa pression ?

Sa pression reste constante puisque la température ne varie pas.

Sa pression augmente de façon à maintenir le rapport

P/T

constant.

Sa pression diminue de façon à maintenir le rapport

P/V

constant.

Sa pression augmente de façon à maintenir le produit

PV

constant.

Explication

À température constante, la relation $P_1V_1=P_2V_2$ implique qu’une diminution du volume s’accompagne d’une augmentation de la pression. Maintenir le rapport $P/V$ constant ne correspond pas à cette loi.

Answer

Sa pression augmente de façon à maintenir le produit $$PV$$ constant.

QCM : Les gaz parfaits (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un échantillon de gaz parfait contient $2{,}0$ mol à $300$ K dans un volume de $0{,}050$ m³. Quelle relation permet de déterminer sa pression ?

2. Dans une expérience, la pression d’un gaz réel est progressivement abaissée vers zéro. Quel comportement est alors attendu ?

3. Un mélange gazeux présente des pressions partielles de $18$ kPa, $27$ kPa et $5$ kPa. Quelle est sa pression totale selon la loi de Dalton ?

4. Dans un mélange, un constituant représente $3$ mol sur un total de $12$ mol. Quelle est sa fraction molaire exprimée en pourcentage ?

5. Dans le modèle cinétique des gaz, qu’est-ce qu’un choc élastique entre molécules ?

6. Quelle énergie cinétique moyenne est attribuée à une molécule diatomique à la température absolue $T$ dans le cadre de l’équipartition indiqué ?

7. Quel est le rôle du paramètre $b$ dans l’équation de Van der Waals utilisée pour décrire un gaz réel lorsque la pression augmente ?

8. En quoi la loi des gaz parfaits $PV=nRT$ diffère-t-elle de la relation valable lors d’une transformation à température constante ?

9. Si la température d’un gaz reste constante tandis que son volume diminue, quelle conséquence la loi de Boyle-Mariotte prévoit-elle pour sa pression ?

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QCM : Les gaz parfaits (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un échantillon de gaz parfait contient 2,02{,}02,0 mol à 300300300 K dans un volume de 0,0500{,}0500,050 m³. Quelle relation permet de déterminer sa pression ?

2. Dans une expérience, la pression d’un gaz réel est progressivement abaissée vers zéro. Quel comportement est alors attendu ?

3. Un mélange gazeux présente des pressions partielles de 181818 kPa, 272727 kPa et 555 kPa. Quelle est sa pression totale selon la loi de Dalton ?

4. Dans un mélange, un constituant représente 333 mol sur un total de 121212 mol. Quelle est sa fraction molaire exprimée en pourcentage ?

5. Dans le modèle cinétique des gaz, qu’est-ce qu’un choc élastique entre molécules ?

6. Quelle énergie cinétique moyenne est attribuée à une molécule diatomique à la température absolue TTT dans le cadre de l’équipartition indiqué ?

7. Quel est le rôle du paramètre bbb dans l’équation de Van der Waals utilisée pour décrire un gaz réel lorsque la pression augmente ?

8. En quoi la loi des gaz parfaits PV=nRTPV=nRTPV=nRT diffère-t-elle de la relation valable lors d’une transformation à température constante ?

9. Si la température d’un gaz reste constante tandis que son volume diminue, quelle conséquence la loi de Boyle-Mariotte prévoit-elle pour sa pression ?

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3. Un mélange gazeux présente des pressions partielles de $18$ kPa, $27$ kPa et $5$ kPa. Quelle est sa pression totale selon la loi de Dalton ?

4. Dans un mélange, un constituant représente $3$ mol sur un total de $12$ mol. Quelle est sa fraction molaire exprimée en pourcentage ?

6. Quelle énergie cinétique moyenne est attribuée à une molécule diatomique à la température absolue $T$ dans le cadre de l’équipartition indiqué ?

7. Quel est le rôle du paramètre $b$ dans l’équation de Van der Waals utilisée pour décrire un gaz réel lorsque la pression augmente ?

8. En quoi la loi des gaz parfaits $PV=nRT$ diffère-t-elle de la relation valable lors d’une transformation à température constante ?