2 - Physique 2.10 - Structure d’un gaz

bruno mathieu      mercredi 2 janvier 2019

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2.10 - Structure d’un gaz


Gaz : mot créé sur le grec khaos. l’un des trois états de la matière caractérisé par l’absence de forme propre et un volume variable du fait de l’expansibilité et de la compressibilité. Un gaz est constitué de molécules avec de grands espaces vides entre elles. Ces particules de matière sont agitées d’un mouvement brownien. Elles vont dans tous les sens de façon désordonnée (théorie du chaos moléculaire). Par ce mouvement chaotique non-contrôlé, le gaz occupe le volume maximum qui lui est offert.
Grandeurs physiques caractéristiques des gaz La pression Considérons un gaz enfermé à l’intérieur d’un volume déterminé par des parois solides. Les molécules de gaz par cm3 sont animées d’une agitation incessante. Les parois se trouvent bombardées par une salve permanente de particules. La résultante de ces chocs sur une surface S est une force F due à la variation de leur quantité de mouvement (masse et vitesse) lors du choc : P = F/S.

Relations entre la pression, le volume et la température (interprétation cinétique des propriétés des gaz) Considérons une masse de gaz constante, à température constante, l’agitation moléculaire reste identique. Si le volume est réduit, la température augmente. Un plus grand nombre de molécules bombardera l’unité de surface des parois avec une plus grande quantité de mouvement. Par conséquent, la pression P de ce gaz sur les parois sera augmentée. De même, supposons un volume invariable d’une masse de gaz constante. Si la température du gaz augmente, l’agitation moléculaire s’accroît, le nombre et la violence des chocs moléculaires sur les parois augmentent. La pression exercée par ce gaz devient plus importante. Les variations des trois grandeurs physiques (pression, volume, température) sont soumises à des lois physiques. Ce sont les lois des gaz parfaits.


2.11 - Composition de l’air


l’air atmosphérique est un mélange de différents gaz :
 – Azote  N2 :  79,03 %
 – Oxygène O2 :  20,93 %
 – Gaz carbonique CO2 :  0,033 % Gaz rares (argon, krypton, xénon, hélium) :  traces – L’azote N2 C’est un gaz inerte ; il n’est pas métabolisé dans l’organisme. Sous des pressions importantes, il devient soluble sélectivement dans des tissus de l’organisme (système nerveux central, par exemple) et provoque des effets anesthésiques ou enivrants. Il est sans couleur, sans odeur, sans goût. L’oxygène O2 Il est le comburant de l’énergétique cellulaire aérobie. Il devient toxique à des pressions importantes. Il est sans couleur, sans odeur, sans goût. Le dioxyde de carbone (ou gaz carbonique) CO2 Il est le déchet produit par le métabolisme cellulaire. L’organisme l’élimine continuellement, notamment par la respiration. De fortes concentrations dans l’air respiré sont toxiques et provoquent des pertes de connaissance et des maux de tête (céphalées). Il est sans couleur, sans odeur, sans goût. Le monoxyde de carbone CO Il est normalement absent de l’air respiré. Ce gaz est le produit de combustions incomplètes. Il est hautement toxique et peut provoquer la mort. Il est sans couleur, sans odeur, sans goût.

L’hélium He Gaz inerte et léger, il est non-toxique, non-explosif (à l’inverse de l’hydrogène). Il est sans couleur, sans odeur, sans goût.

 

 

source de : L’adaptation de l’organisme et ses limites (introduction) de Philip FOSTER

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