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les différents états de la matière


Go to solution Solved by Falcor,

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Bonjouur

 

- je ne comprends pas trop pq Pa<Pb ici ?

 

Révélation

1579623136-capture-d-ecran-2020-01-21-a-

 

 

- pour le calcul de la chaleur sensible, la formule est Q = C*deltaT avec C= capacité calorifique et Q= m*c*deltaT avec c = capacité calorifique massique mais dans son diapo il est dit seulement "capacité calorifique" pour la dernière formule mais c'est bien capacité calorifique massique non?

et l'unité de C (capacité calorifique) : J/K

et c (capacité calorifique massique) : J/kg/K??

pcq j'ai pas du tout ça dans mon cours mais si on fait en fonction de la formule sachant que Q est en J on trouve bien ça non? 

 

- pourquoi dans le cas d'un gaz parfait il n'y a que l'énergie cinétique de translation et pas les énergies de vibration et de rotation? car même si les molécules ne rentrent pas en contact elle peuvent bien bouger non? ou on ne parle d'énergie de rotation et vibration que dans les solides? 

 

- d'où vient la formule P = mv2/V?? et du coup nRT = mv2 mais pq?  

 

et dans les formules on a Ec = 3/2NkT, mais je ne vois pas non plus d'où ça sort?

 

-  pourquoi on soustrait -PdV ici? le travail est forcément négatif?  

 

1579626251-capture-d-ecran-2020-01-21-a-

 

 

- on a vu que Ec = 1/2kT et plus loin pour un gaz parfait diatomique U=1/2nRT, c'est parce que la seule énergie présente est l'énergie cinétique? et c'est pareil pour une gaz monoatomique?

 

un grand merci d'avancee!

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  • Ancien du Bureau
  • Solution

Salut @carolinebnrd

 

Il y a 2 heures, carolinebnrd a dit :

- je ne comprends pas trop pq Pa<Pb ici ?

La pression est une force sur une surface. P = \frac{F}{S}

Ici la force est la force de pesanteur : F = m.g

Les objets a et b ont tous deux la même masse, donc la fême force de pesanteur.

Mais l'objet a appuye sur une surface plus grande que l'objet b (qui appuye avec cette fine tige).

Donc l'objet a verra la force de pesanteur divisée par une surface plus grande que l'objet b, donc la pression qu'il applique sera plus faible.

 

Il y a 2 heures, carolinebnrd a dit :

pour le calcul de la chaleur sensible, la formule est Q = C*deltaT avec C= capacité calorifique et Q= m*c*deltaT avec c = capacité calorifique massique mais dans son diapo il est dit seulement "capacité calorifique" pour la dernière formule mais c'est bien capacité calorifique massique non?

Oui, c'est le Pr Courbon, il est pas toujours clair sur les termes.

 

Il y a 2 heures, carolinebnrd a dit :

et l'unité de C (capacité calorifique) : J/K

et c (capacité calorifique massique) : J/kg/K??

Oui !

Attention : c (capacité calorifique massique) : J/(kg.K)

Et pas J/kg/K qui donnerait (J.K)/kg

 

Il y a 2 heures, carolinebnrd a dit :

pourquoi dans le cas d'un gaz parfait il n'y a que l'énergie cinétique de translation et pas les énergies de vibration et de rotation?

Oui !

 

Il y a 2 heures, carolinebnrd a dit :

car même si les molécules ne rentrent pas en contact elle peuvent bien bouger non?

Oui !

 

Il y a 2 heures, carolinebnrd a dit :

ou on ne parle d'énergie de rotation et vibration que dans les solides? 

On parle des 4 énergies pour les molécules dans toutes les phases.

(sauf dans un gaz parfait où on n'a que de l'énergie de translation/cinétique)

Donc oui des molécules dans une phase liquide ou gazeuse possèdent des énergies de rotation et de vibration.

Mais les énergies de translation et de liaison sont dans toutes les phases de loin supérieures aux deux autres.

Ensuite l'énergie de translation est gradement supérieure à celle de liaison dans un gaz, etc...

 

Il y a 2 heures, carolinebnrd a dit :

d'où vient la formule P = mv2/V?? et du coup nRT = mv2 mais pq?  

Dans un gaz parfait, chaque ddl possède une énergie de 1/2 kT  (selon la loi de l'équirépartition de l'énergie (cf cours Pr Lagarde))

Donc pour N molécules, on aura 1/2 NkT

Ce qui peut également s'écrire 1/2 nRT                         ( en effet nRT = N x Na x R x T = NkT )

Or, dans un gaz parfait, l'énergie est purement cinétique, ce qui nous donne 1/2 m.v2 = 1/2 nRT

Donc nRT = m.v2

 

Il y a 2 heures, carolinebnrd a dit :

et dans les formules on a Ec = 3/2NkT, mais je ne vois pas non plus d'où ça sort?

Là on se place dans le cas de ficure où chaque molécule a 3 ddl

Donc : Ec = 1/2 mv2 = 1/2 nRT = 1/2 NkT pour 1 ddl

Et donc Ec = 3/2 NkT pour 3 ddl

 

Il y a 2 heures, carolinebnrd a dit :

pourquoi on soustrait -PdV ici? le travail est forcément négatif?  

Oui car c'est de l'énergie dépensée pour repousser les limites du système.

 

Imagine une boîte fermée et rajoutes-y le l'air (rajouter l'air symbolise ta réaction)

Tu pourras sois maintenir la boite rigide (transformation isochore) et alors la pression augmentera. 

Soit maintenir la pression constante (isobare) et augmenter donc le volume. Cette dernière action nécessitera un travail à fournir qui est donc perdu.

 

Il y a 2 heures, carolinebnrd a dit :

on a vu que Ec = 1/2kT et plus loin pour un gaz parfait diatomique U=1/2nRT, c'est parce que la seule énergie présente est l'énergie cinétique? et c'est pareil pour une gaz monoatomique?

Oui comme expliqué précédemment

 

S'il reste des interrogations, n'hésite pas ! 🙂

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Il y a 2 heures, DrSheldonCooper a dit :

Or, dans un gaz parfait, l'énergie est purement cinétique, ce qui nous donne 1/2 m.v2 = 1/2 nRT

 

ok mais du coup ça c'est seulement dans le cas d'un gaz parfait à 1 ddl c'est ça?

 

Il y a 2 heures, DrSheldonCooper a dit :

Imagine une boîte fermée et rajoutes-y le l'air (rajouter l'air symbolise ta réaction)

Tu pourras sois maintenir la boite rigide (transformation isochore) et alors la pression augmentera. 

Soit maintenir la pression constante (isobare) et augmenter donc le volume. Cette dernière action nécessitera un travail à fournir qui est donc perdu.

 

ok merci! et dans mon cours j'ai noté : W<0 -> qtté de gaz augmente et inversement pour qd W>0 mais je vois pas trop le lien avec l'augmentation ou la diminution du gaz

 

 

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  • Ancien du Bureau

@carolinebnrd

 

il y a 7 minutes, carolinebnrd a dit :

ok mais du coup ça c'est seulement dans le cas d'un gaz parfait à 1 ddl c'est ça?

C'est dans le cas d'un gaz parfait considérant 1 ddl oui.

 

il y a 8 minutes, carolinebnrd a dit :
Il y a 2 heures, DrSheldonCooper a dit :

 

ok merci! et dans mon cours j'ai noté : W<0 -> qtté de gaz augmente et inversement pour qd W>0 mais je vois pas trop le lien avec l'augmentation ou la diminution du gaz

On se place ici à pression constante :

> si la quantité de gaz augmente, le volume augmente. Il faudra donc fournir un travail pour élargir les limites du système : W<0

> si la quantité de gaz diminue, le volume diminue, c'est le milieu extérieur qui fournira un travail que le système recevra en rapprochant les limites du système : W>0

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(re)salut @DrSheldonCooper

 

Le 21/01/2020 à 21:10, DrSheldonCooper a dit :
Le 21/01/2020 à 18:27, carolinebnrd a dit :

on a vu que Ec = 1/2kT et plus loin pour un gaz parfait diatomique U=1/2nRT, c'est parce que la seule énergie présente est l'énergie cinétique? et c'est pareil pour une gaz monoatomique?

Oui comme expliqué précédemmen

 

je reviens juste sur ça, dans mon cours il est écrit que pour un gaz parfait monoatomique delta U = 3/2nRT mais ça signifie qu'on a obligatoirement 3ddl pour un gaz parfait monoatomique et 1 ddl pour le diatomique pcq pour lui delta U= 1/2nRT?

 

 

 

 

 

 

 

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@DrSheldonCooper ok merci beaucoup!

 

juste dernières petites questions

 

le prof à dit qu'il était possible de faire bouillir de l'eau sans feu, mais comment? j'ai bien compris qu'on pouvait passer d'un état à l'autre en augmentant la T ou la P mais la je vois pas comme c'est possible

 

et aussi l'item : " pour un gaz parfait comme modèle" A) "pour n moles Ec=1/2nRT" -> faux, mais pq? 

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  • Ancien du Bureau

@carolinebnrd

 

il y a 3 minutes, carolinebnrd a dit :

le prof à dit qu'il était possible de faire bouillir de l'eau sans feu, mais comment? j'ai bien compris qu'on pouvait passer d'un état à l'autre en augmentant la T ou la P mais la je vois pas comme c'est possible

Eh bien il suffit de regarder le diagramme p t de l'eau 😉

https://zupimages.net/viewer.php?id=20/04/ndki.png

 

En faisant bouillir l'eau, tu augmentes sa température, c'est la flèche orange.

Mais on peut aussi faire évaporer l'eau en diminuant la pression (flèche bleue).

 

il y a 8 minutes, carolinebnrd a dit :

 A) "pour n moles Ec=1/2nRT" -> faux, mais pq? 

Parce qu'on a Ec = 3/2 nRT marqué en toutes lettres dans le cours...

https://zupimages.net/viewer.php?id=20/04/6ktp.png

Mais pareil il faudrait en théorie préciser le nombre de ddl dont on tient compte et si c'est mono ou diatomique.

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il y a 2 minutes, DrSheldonCooper a dit :

En faisant bouillir l'eau, tu augmentes sa température, c'est la flèche orange.

 

oui mais pour la faire bouillir on a bien besoin d'une source de chaleur ou d'augmenter la pression pour augmenter la température non?

 

il y a 4 minutes, DrSheldonCooper a dit :

Parce qu'on a Ec = 3/2 nRT marqué en toutes lettres dans le cours...

https://zupimages.net/viewer.php?id=20/04/6ktp.png

Mais pareil il faudrait en théorie préciser le nombre de ddl dont on tient compte et si c'est mono ou diatomique

 

ah oui d'accord mais si on avait eu un gaz parfait a 1ddl ça aurait été vrai non? du coup je vois pas comment on peut répondre vrai ou faux à ça

ou alors on considère que pour n moles on a tjrs 3ddl?

 

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il y a 7 minutes, carolinebnrd a dit :

oui mais pour la faire bouillir on a bien besoin d'une source de chaleur ou d'augmenter la pression pour augmenter la température non?

Pour faire bouillir de l'eau, tu as deux "techniques": soit tu augmentes la température à pression cst, soit du diminue la pression à température cst.

Tiens un lien d'une vidéo youtube qui te le prouve: 

 

 

Edited by LaRateATouille
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  • Ancien du Bureau

@carolinebnrd

 

il y a 21 minutes, carolinebnrd a dit :

oui mais pour la faire bouillir on a bien besoin d'une source de chaleur ou d'augmenter la pression pour augmenter la température non?

 Beh non, on a juste besoin de transformer l'eau liquide en vapeur.

On peut faire ça en la chauffant ou bien en réduidant la pression.

 

De plus, attention, augmenter la pression n'augemente pas toujours la température !

Tu peux comprimer la glace sans qu'elle ne chauffe. Si elle devient liquide c'est bien car sa pression (et uniquement celle-ci) augmente.

 

il y a 21 minutes, carolinebnrd a dit :

ah oui d'accord mais si on avait eu un gaz parfait a 1ddl ça aurait été vrai non?

Du coup oui !

 

il y a 21 minutes, carolinebnrd a dit :

on considère que pour n moles on a tjrs 3ddl?

C'est ça.

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il y a 1 minute, LaRateATouille a dit :

Pour faire bouillir de l'eau, tu as deux "techniques": soit tu augmentes la température à pression cst, soit du diminue la pression à température cst.

 

mais du coup qd Mr Courbon a dit qu'on pouvait faire bouillir de l'eau sans feu, il sous entendait que c'était en réduisant la pression 

Edited by carolinebnrd
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  • Ancien du Bureau

@carolinebnrd

 

Encore une fois je t'invite à regarder ceci :

https://zupimages.net/viewer.php?id=20/04/nfw5.png

 

Pour aller du liquide au gaz, tu peux aller vers la droite (augmenter la température) ou vers le bas (diminuer la pression)

Pour aller du solide au liquide tu peux aller vers la droite (augmenter la température) ou vers le haut (augmenter la pression)

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désolée j'avais pas vu cette réponse!

(et tu voulais dire si elle devient liquide non?)

il y a 9 minutes, DrSheldonCooper a dit :

De plus, attention, augmenter la pression n'augemente pas toujours la température !

Tu peux comprimer la glace sans qu'elle ne chauffe. Si elle devient solide c'est bien car sa pression (et uniquement celle-ci) augmente.

 

 

sinon merci bcp @DrSheldonCooper @LaRateATouille!

 

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