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Concept
Gaz parfait
Résumé
Le gaz parfait est un modèle thermodynamique décrivant le comportement des gaz réels à basse pression.
Ce modèle a été développé du milieu du au milieu du et formalisé au . Il est fondé sur l'observation expérimentale selon laquelle tous les gaz tendent vers ce comportement à pression suffisamment basse, quelle que soit la nature chimique du gaz, ce qu'exprime la loi d'Avogadro, énoncée en 1811 : la relation entre la pression, le volume et la température est, dans ces conditions, indépendante de la nature du gaz. Cette propriété s'explique par le fait que lorsque la pression est faible, les molécules de gaz sont suffisamment éloignées les unes des autres pour que l'on puisse négliger les interactions électrostatiques qui dépendent, elles, de la nature du gaz (molécules plus ou moins polaires). De nombreux gaz réels vérifient avec une excellente approximation le modèle du gaz parfait dans les conditions normales. C'est le cas des gaz principaux de l'air, le diazote et le dioxygène .
Sur le plan macroscopique, on appelle gaz parfait tout gaz vérifiant simultanément les :
loi de Boyle-Mariotte : à température constante, le produit de la pression par le volume , , est constant lorsque la pression est faible,
loi d'Avogadro : tous les gaz parfaits ont le même volume molaire dans les mêmes conditions de pression et de température,
loi de Charles : à pression constante, le volume est directement proportionnel à la température,
loi de Gay-Lussac : à volume constant, la pression est proportionnelle à la température,
loi de Dalton : la pression totale exercée par un mélange de gaz est égale à la somme des pressions que chaque gaz exercerait s'il était seul, c'est-à-dire des pressions partielles.
Sur le plan microscopique, la théorie cinétique des gaz permet de retrouver ce comportement de gaz parfait : un gaz parfait est un gaz dont les molécules n'interagissent pas entre elles en dehors des chocs et dont la taille est négligeable par rapport à la distance intermoléculaire moyenne.
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