physique de la matière

[EAL]

Bonsoir !

Je suis un peu étourdi et je n'arrive pas à résoudre ce QCM (question 3 2012):
 

Soit, à Toulouse, un récipient clos de 10 litres contenant un mélange gazeux O₂ (10%), N₂ (80%), CO₂ (10%). La masse d'O₂ présente est de 32 g. Avec les masses moléculaires suivantes :  O₂ = 32 g, N₂ = 28 g, CO₂ = 46 g, il apparaît que :
 

A. Ce mélange contient 46 g de CO₂.

B. La pression totale théorique du mélange est de 22,4 atm.

C. La pression partielle théorique de N₂ est de 17,92 atm.

D. La différence de pression avec l'extérieur est de l'ordre de 23,4 atm.

E. La pression totale mesurable supérieure à la pression totale théorique calculée.

 

Merci de votre aide

[Sarra]

Salut ! 

 

Ici, tu peux utiliser la loi des gaz parfaits pour résoudre le QCM. Donc on a  :

 

On a m(O2) = 32 g d'où n(O2) = m / M = 32/32 = 1 mol. On fait ça pour savoir combien de molécules de gaz on a au total. On nous dit que l'O2 représente 10% de notre mélange gazeux. Or on en a 1 mole donc au total notre mélange gazeux contient 10 moles de gaz.

 

A. Le CO2 représente aussi 10% donc il y en a aussi 1 mole. Donc on a m(CO2) = n x M = 1 x 46 = 46 grammes de CO2 --> Vrai.

 

B. Quand on utilise la loi des gaz parfaits, on peut dire que 1 mole de gaz parfait dans un volume de 1L exerce une pression de 22,4 atm. Or on a 10 moles de gaz parfait dans un volume de 10L --> ils exercent donc une pression de 22,4 atm. Donc la pression totale théorique du mélange est de 22,4 atm --> Vrai.

 

C. On sait que le N2 occupe 80% de notre mélange gazeux. Or au total, il exerce une pression de 22,4 atm. Donc la pression partielle du N2 est de : 80/100 * 22,4 = 17,92 atm --> Vrai.

 

D. On nous dit qu'on est à Toulouse (oui, ça ne sert pas à rien ! ) donc on a une pression atmosphérique de 1 atm. Or le mélange gazeux exerce une pression totale de 22,4 atm, donc la différence avec l'extérieur est de l'ordre de 22,4 atm - 1 atm = 21,4 atm --> Faux.

 

E. Faux : Mais j'avoue que je n'ai pas réellement d'explications, n'ayant moi même pas compris cet item ! :s

 

Voilà

[EAL]

Merci beaucoup

C'est tout à fait simple, j'aurais dû réessayer.

Pour l'item E, c'est du cours : dans les gaz réels il existe la pression interne, qui n'est pas pris en compte dans la loi des gaz parfaits.

[Sarra]

Oui, mais alors la pression que l'on mesure (c'est à dire la "vraie" pression ?) est supérieure à la pression théorique calculée non ? 

[EAL]

La pression théorique est p.

La pression réelle (donc ce qu'on mesure) est celle p + π, π étant la pression interne.

[Sarra]

C'est bien ça, alors la pression totale mesurable est supérieure à la pression totale théorique calculée, de ce facteur π. Donc l'item devrait être vrai (mais en TD on l'a corrigé faux ...)

[EAL]

Désolé, désolé.

Je suis pas bien ce soir : c'est le contraire de ce que je t'ai dit, regarde en bas de la page 32 (correction de pression) du polycopié.

[Sarra]

Ah ! T'étais pas le seul, ça me tourmentait aussi cette question Merci !