7 propriétés idéales des gaz : de l'air, du méthane, du co2, de l'o2 et de plusieurs entités

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Cet article traite des propriétés des gaz parfaits. Le terme idéal signifie quelque chose qui est parfait dans tous les aspects. Bien que rien dans ce monde n'est idéal.

Que ce soit les humains, les animaux ou toute autre partie de la nature, rien n'est idéal. C'est le mode de vie, avec le mal seul on peut voir le bien. Limitons notre discussion aux gaz. Dans les cas réels, il n'y a que de vrais gaz qui existent. Certains gaz sont presque idéaux. Dans cet article, nous étudierons les propriétés d'un gaz parfait, puis étudierons plus en détail les gaz réels qui sont presque idéaux.

Qu'est-ce qu'un gaz parfait ?

An idéal Le gaz est défini comme le gaz théorique qui n'a pas d'interactions inter-particules mais se compose de nombreuses particules ponctuelles se déplaçant de manière aléatoire ou suivant un mouvement brownien.

En réalité, les gaz idéaux n'existent pas et seuls les gaz réels existent. Les gaz parfaits suivent certaines des lois qui sont considérées comme des caractéristiques de base d'un gaz parfait. Les gaz réels qui suivent à peu près ces lois ou caractéristiques sont également considérés comme des gaz parfaits. Étudions dans la section ci-dessous les caractéristiques d'un gaz parfait.

propriétés des gaz parfaits
Image : Relations des gaz parfaits

Générique de l'illustration: Cmglee, Relations de la loi des gaz parfaits, CC BY-SA 4.0

Caractéristiques d'un gaz parfait

Les caractéristiques du gaz parfait sont données par la théorie cinétique des gaz. Ces caractéristiques sont données dans la section ci-dessous-

  • Les molécules de gaz suivent un mouvement brownien et bougent constamment.
  • Le chemin parcouru par les molécules de gaz suit une ligne droite et ne change pas à moins qu'il n'entre en collision avec d'autres molécules ou contenants.
  • Il n'y a pas d'interaction entre les molécules, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de force d'attraction ou de force de répulsion agissant entre les molécules.
  • Les particules de gaz sont considérées comme des masses très petites ou ponctuelles. Ils ne contiennent aucune quantité de volume.
  • Les collisions entre ces masses ponctuelles sont élastiques. L'énergie est conservée dans tout ce processus, c'est-à-dire qu'il n'y a ni gain ni perte d'énergie dans ce processus.
  • Les molécules à la même température ont la même énergie cinétique.

Types de gaz parfaits

Les gaz parfaits sont classés en trois grands types. Ces types sont donnés dans la section ci-dessous-

  • Gaz parfait classique ou Maxwell-Boltzmann – Ce type de gaz est divisé en gaz parfait thermodynamique classique et en gaz quantique idéal de Boltzmann.
  • Gaz de Bose quantique idéal– Ce type de gaz est régi par les statistiques de Bose-Einstein et la distribution d'énergie de ces bosons se fera sous la forme de distribution de Bose-Einstein.
  • Gaz de Fermi quantique idéal– Ce type de gaz est régi par la statistique de Fermi-Dirac et la distribution d'énergie de ces Fermions se fera sous la forme d'une distribution de Fermi-Dirac.

Propriétés des gaz parfaits de l'air

Le tableau ci-dessous montre les propriétés gazeuses idéales de l'air. L'air est un mélange de plusieurs gaz mais il suit certaines caractéristiques d'un gaz parfait.

Un gaz se comporte comme un gaz parfait lorsque la température est élevée et la pression est faible. L'air dans de telles conditions se comporte comme un gaz parfait.

Le tableau ci-dessous montre les propriétés de l'air

Masse molaire - 28.97

Constante de gaz - 0.287

Cp-1.005

Cv- 0.718

Propriétés des gaz parfaits du méthane

Le méthane est un composé carboné composé d'un seul atome de carbone et de quatre atomes d'hydrogène liés à celui-ci. Les propriétés du méthane sont données dans la section ci-dessous

Un gaz se comporte comme un gaz parfait lorsque la température est élevée et la pression est faible. Le méthane dans de telles conditions se comporte comme un gaz parfait.

Densité - 0.657 kg/m3

Point de fusion - -183 degrés Celsius

Point d'ébullition - -162 degrés Celsius

Température critique - 190.56 K

Propriétés des gaz parfaits du Co2

Le CO2 ou dioxyde de carbone est également un composé carboné composé d'un seul atome de carbone et de deux atomes d'oxygène liés à celui-ci. Le dioxyde de carbone est exhalé par nous, les humains. Le CO2 est également utilisé comme extincteur car il n'entretient pas la combustion.

Un gaz se comporte comme un gaz parfait lorsque la température est élevée et la pression est faible. Le CO2 dans de telles conditions se comporte comme un gaz parfait.

Les propriétés de gaz idéales du CO2 sont données dans la section ci-dessous.

Masse molaire - 44.01

Constante de gaz - 0.1889

CP – 0.846

Cv- 0.657

Propriétés des gaz parfaits de l'hélium

L'hélium est un gaz rare et a un numéro atomique de 2. Il n'a qu'une seule coquille qui peut contenir deux électrons. L'atome d'hélium est stable tant que la coque est pleine et se trouve à l'état d'énergie le plus bas possible.

Un gaz se comporte comme un gaz parfait lorsque la température est élevée et la pression est faible. L'hélium dans de telles conditions se comporte comme un gaz parfait.

Les propriétés de gaz idéales de l'hélium sont données dans la section ci-dessous.

Masse molaire - 4

Constante de gaz - 2.07

Cp-5.9

Cv- 3.11

Propriétés du gaz idéal de l'azote

L'azote gazeux est un élément chimique incolore. Il n'a aucune odeur et est de nature inerte et non métallique. Les propriétés gazeuses idéales de l'azote sont données dans le tableau ci-dessous.

Un gaz se comporte comme un gaz parfait lorsque la température est élevée et la pression est basse. L'azote dans de telles conditions se comporte comme un gaz parfait.

Masse molaire - 28

Constante de gaz - 0.29

Cp-1.039

Cv- 0.743

Propriétés des gaz parfaits de l'argon

Comme l'azote, l'argon est également un élément chimique incolore et inodore. Il est de nature ininflammable et involatile. Il appartient à la famille des gaz nobles dont la coque la plus externe est complètement remplie, ce qui rend l'atome plus stable.

Un gaz se comporte comme un gaz parfait lorsque la température est élevée et la pression est faible. L'argon dans de telles conditions se comporte comme un gaz parfait.

Les propriétés des gaz parfaits de l'argon sont données dans la section ci-dessous.

Masse molaire - 40

Constante de gaz - 0.2081

Cp-0.52

Cv- 0.31

Propriétés des gaz parfaits de l'oxygène

L'oxygène est un élément chimique gazeux qui est également inodore et incolore. En plus de cela, nous pouvons dire que l'oxygène favorise la combustion, car il agit comme un oxydant et la combustion a besoin d'un agent oxydant pour avoir lieu. Nous inhalons tous de l'oxygène pour survivre.

Un gaz se comporte comme un gaz parfait lorsque la température est élevée et la pression est basse. L'oxygène dans de telles conditions se comporte comme un gaz parfait.

Les propriétés de gaz idéales de l'oxygène sont données dans la section ci-dessous-

Masse molaire - 32

Constante de gaz - 0.25

Cp-0.918

Cv- 0.65

Propriétés de gaz idéales du propane

Le propane appartient à la famille des alcanes. Le propane est un composé de carbone auquel sont liés trois atomes de carbone et un huitième d'atomes d'hydrogène. C'est un élément tout à fait unique car le propane est respectueux de l'environnement.

Un gaz se comporte comme un gaz parfait lorsque la température est élevée et la pression est faible. Le propane dans de telles conditions se comporte comme un gaz parfait.

Les propriétés de gaz idéales du gaz propane sont données dans la section ci-dessous-

Masse molaire - 44

Constante de gaz - 0.1885

Cp-1.67

Cv- 1.49

Relation pression-température d'un gaz parfait

La pression et la température d'un gaz parfait sont liées l'une à l'autre par l'équation donnée dans la section ci-dessous.

PV = nRT

Où,

P est la pression du gaz parfait

V est le volume de gaz

n est le nombre de moles de gaz

R est la constante universelle des gaz

T est la température du gaz dans le système