Le volume d'un ballon de baudruche est d'autant plus élevé que la quantité d'air introduit est importante. Si on laisse un ballon très gonflé en plein soleil, il se peut qu'il explose.

Pour un gaz, quelle relation relie volume, pression, température et quantité de matière ?

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Doc. 1
Influence de la température

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Données

Masse molaire du butane : M = 58{,}12 g⋅mol^-1
Volume molaire du gaz : V_\text{m} = 22{,}4 L⋅mol^-1

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Doc. 2
Influence de la quantité de matière

Un briquet contient du butane qui, en étant libéré, monte à la surface s'il est immergé. En entrant dans l'éprouvette, celui-ci augmente la quantité totale de gaz.

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Doc. 3
Matériel nécessaire (1)

Cristallisoir rempli d'eau
Erlenmeyer muni d'un bouchon conique percé
Éprouvette graduée
Bain-marie
Thermomètre
Baromètre (commun à toute la salle de TP)

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Doc. 4
Matériel nécessaire (2)

Briquet
Balance
Éprouvette à gaz graduée
Cristallisoir rempli d'eau
Thermomètre
Baromètre (commun à toute la salle de TP)

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Questions

Compétence(s)

RAI/ANA : Élaborer un protocole
VAL : Évaluer les incertitudes

1. Pour un gaz, rappeler à quelles grandeurs macroscopiques sont liées l'agitation des particules et les collisions sur les parois du contenant.

2. Proposer un protocole permettant de réaliser l'étude de la dépendance du volume d'un gaz avec sa température.

3. Proposer un second protocole permettant d'étudier la dépendance du volume d'un gaz avec la quantité de matière. On pensera à relever la pression et la température lors de l'expérience.

4. À partir des conditions expérimentales et de la loi fondamentale de la statique des fluides, justifier que la pression est constante au cours des expériences.

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Synthèse de l'activité

L'équation d'état de gaz parfait s'écrit p \cdot V = n \cdot R \cdot T. Calculer la constante R à partir des résultats expérimentaux.

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Physique-Chimie Terminale Spécialité

Loi des gaz parfaits

Doc. 1Influence de la température

Données

Doc. 2Influence de la quantité de matière

Doc. 3Matériel nécessaire (1)

Doc. 4Matériel nécessaire (2)

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Doc. 1
Influence de la température

Doc. 2
Influence de la quantité de matière

Doc. 3
Matériel nécessaire (1)

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Matériel nécessaire (2)