Les particules d’un gaz se déplacent au hasard à grande vitesse et heurtent les parois de leur récipient, ce qui exerce une force. La pression est la force par unité de surface. Élever la température d’un gaz à volume constant fait aller les particules plus vite, donc elles heurtent les parois plus souvent et plus fort : la pression augmente. L’énergie cinétique moyenne des particules est proportionnelle à la température absolue (en kelvins).
Pour une masse fixe de gaz à température constante, pression × volume = constante (p V = constante). Diviser le volume par deux double la pression, parce que les particules heurtent les parois deux fois plus souvent. Fournir un travail à un gaz, comme gonfler vite un pneu de vélo, augmente son énergie interne, donc sa température monte.
Exemple corrigé
Un gaz à 100 kPa occupe 3 m³. On le comprime à 1 m³ à température constante. Quelle est la nouvelle pression ?
- p₁V₁ = p₂V₂.
- 100 × 3 = p₂ × 1.
Réponse:p₂ = 300 kPa.
Mots clés
- pression
- force par unité de surface
- zéro absolu
- 0 K ou −273 °C, quand les particules ont le moins d’énergie
- kelvin
- échelle de température qui commence au zéro absolu
- p V = constante
- pour une masse fixe de gaz à température constante
De nouvelles questions à chaque fois.
Référencé aux NGSS: HS-PS3-2