Effet de la température sur la pression d'un gaz
- Nous allons déterminer une échelle de température qui rende directement proportionnelle la relation entre la pression et la température d'un gaz.
| Nous avons étudié, dans la première loi de Charles et de Gay-Lussac, qu'à pression constante, le volume d'un gaz mesuré à 0 'C augmente de 1/273 de sa valeur pour chaque degré Celsius d'élévation de température. |
| Matériel nécessaire: |
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Ballon
avec manomètre - 3 béchers de 2 litres
- glace
- glace sèche
- acétone
- pompe à bicyclette
- brûleur à gaz
| Manipulation: |
- Pomper de l'air dans le ballon pour avoir une pression de 100 kPa à la température de la pièce (25 'C).
- Préparer trois bains à des températures différentes:
- eau à ébullition (100 'C)
- eau au point de congélation (0 'C)
- mélange acétone-glace sèche (-78 'C)
- Immerger le ballon dans chacun des trois bains et noter la pression obtenue à ces différentes températures.
| Compilation des résultats: |
| Température | Pression |
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| Graphique: |
| Conclusion |
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Lord
Kelvin (1824-1907) proposa une échelle
de température différente
de Celsius. Il décida d'utiliser la température correspondant
à la pression nulle d'un gaz (et aussi son volume) comme point
d'origine (point 0).
Pour convertir l'échelle de température Celsius en Kelvin, il faut rajouter 273
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Ainsi, le 0 'C devient
273 K et le 100 'C devient 373 K. Le -273 'C devient 0 K. Comme à
cette température, les gaz n'ont ni pression ni volume (donc
pas de gaz), on l'appelle le 0
absolu.
Effet de la température sur la pression d'un gaz
- Si l'on refait la même expérience en tenant compte de la température absolue (Kelvin), on obtient le graphique suivant:
| Deuxième loi de Charles et Gay-Lussac |
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Jacques
Charles (1746-1823) Joseph Gay-Lussac (1778-1850) La pression d'un gaz est proportionnelle à la température. |
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Charles et Gay-Lussac n'ont sûrement pas utilisé la température Kelvin. Mais pour des questions d'utilité, on se sert des degrés absolus (Kelvin) pour exprimer les lois des gaz. La pression d'un gaz est directement proportionnelle à la température absolue (Kelvin). |
Avant de quitter la Floride,
un vacancier gonfle les pneus de sa voiture à une pression de 180
kPa, par une température de 32 'C. Une fois arrivé au Québec,
il constate que la température a chuté à - 15 'C.
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Page mise à jour : le 7 mars 2005
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