Exercices Corrigés Comportement des gaz réels (PDF)

Description

Comportement des gaz réels : Exercices corrigés sur l’équation de van der Waals et la liquéfaction

Maîtrisez les écarts par rapport au gaz parfait, le facteur de compressibilité et les conditions critiques avec des exercices détaillés. Niveau : Supérieur (Licence 1/2, Classes Préparatoires) Auteur : Supporty.tn Ce document propose une série d’exercices progressifs pour vous aider à comprendre et à modéliser le comportement des gaz réels. Vous explorerez les limites du modèle du gaz parfait et apprendrez à appliquer l’équation de van der Waals pour décrire plus fidèlement les propriétés des gaz dans des conditions de haute pression et de basse température.

TABLE DES MATIÈRES

• INTRODUCTION
• Section 1: QCM – Concepts Fondamentaux
• Section 2: Vrai ou Faux sur les Gaz Réels et Idéaux
• Section 3: Application de l’équation de van der Waals
• Section 4: Le Facteur de Compressibilité (Z)
• Section 5: Liquéfaction et État Critique
• RÉPONSES ET CORRIGÉS DÉTAILLÉS
• RESSOURCES COMPLÉMENTAIRES

INTRODUCTION

Le modèle du gaz parfait, bien qu’utile, repose sur des hypothèses simplificatrices : des particules sans volume propre et une absence totale d’interactions intermoléculaires. Dans la réalité, surtout à haute pression ou basse température, ces hypothèses ne tiennent plus. Les molécules de gaz ont un volume non négligeable (covolume) et exercent des forces d’attraction et de répulsion entre elles. C’est ce qui distingue un gaz réel d’un gaz parfait.

Comprendre le comportement des gaz réels est fondamental en chimie et en génie des procédés. Cela permet de prédire avec précision les propriétés des fluides dans des conditions industrielles, de comprendre le phénomène de liquéfaction et de définir les conditions critiques d’une substance. Cet ensemble d’exercices est conçu pour vous guider à travers les concepts clés qui décrivent l’écart entre l’idéalité et la réalité, en se concentrant sur le modèle le plus célèbre : l’équation de van der Waals.

Objectifs d’apprentissage

• Différencier un gaz parfait d’un gaz réel en identifiant les causes physiques de l’écart à l’idéalité.
• Interpréter et appliquer l’équation d’état de van der Waals pour calculer des grandeurs thermodynamiques (P, V, T).
• Analyser le facteur de compressibilité (Z) pour quantifier l’écart au comportement idéal et comprendre son lien avec les interactions moléculaires.

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