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06/11/2006
5012.doc
DEVOIR SURVEILLE N°8 ( 2nde )
( 20 points ; 1h20min )
N.B. - Deux points seront réservés à la qualité de la présentation et de la rédaction.
- Dans la mesure du possible toute réponse devra être justifiée.
Exercice 1 ( 3 points )
Complète les phrases en choisissant les mots ou expressions dans la banque de données suivante ( attention certains mots peuvent éventuellement être utilisés plusieurs fois et d’autres sont des mots parasites et peuvent donc, ne pas être utilisés) : macroscopique, température, degré celcius, chocs, rapidement, élevée, force pressante, pression ,froid, espace, molécules, ordonnée, faible, « frappent », lentement, kelvin, désordonnée, thermique, zéro, force.
Un gaz est constitué de … éloignées les unes des autres qui se déplacent … de manière … , dans tout l’… qui leur est offert.
Les molécules d’un gaz … les parois du récipient qui le contient. L’effet de ces innombrables … microscopiques est une … exercée par le gaz sur les parois que l’on appellera …..
L’agitation des molécules d’un gaz caractérise un état … . On rend compte de cet état du gaz grâce à la donnée de sa …. .
L’unité SI de température est le … . l’absence d’agitation thermique correspond au … absolu.
Un gaz réel pourra être considéré comme parfait si sa pression est … .
Exercice 2 ( 4 points )
Calculer la valeur de la force pressante, due à l’air, qui s’exerce perpendiculairement sur une surface de 1,0 cm2 de votre peau lorsque la pression atmosphérique vaut 1120 hPa.
Calculer la valeur de la masse m d’un objet dont la valeur du poids est égale à la valeur de cette force.
Donnée : g = 10 N.kg-1
Exercice 3 ( 4 points )
1.
Rappeler l’équation d’état des gaz parfaits.
Indiquer la signification de chaque lettre et préciser les unités dans le système international d’unités.
2.
Du dioxygène gazeux occupe un volume de 4,5 L sous une pression de 202 kPa sous une température de 182 °C. calculer la quantité de matière de dioxygène gazeux.
Que deviendra le volume si on porte la pression à 404 kPa sous une température de 91 °C.
Données : R = 8,314 Pa.m3.mol-1.K-1
T (K ) = ( °C ) + 273,15
Exercice 4 ( 4 points )
Au laboratoire de chimie, un technicien trouve un récipient contenant un gaz incolore. Par mesure de sécurité, il décide d’identifier ce gaz.
A l’aide d’une seringue, il en prélève un échantillon et note les résultats suivants :
température ambiante : 25 °C ;
pression atmosphérique : 101,3 kPa ;
volume du gaz inconnu : 98 mL ;
masse de la seringue vide 68,300 g ;
masse de la seringue pleine de gaz inconnu : 68,476 g
Quelle est la quantité de matière prélevée ?
On donne les masses molaires des différents gaz :
-
Nature du gaz
|
SO2
|
NO2
|
N2
|
CO2
|
Masse molaire en g.mol-1
|
64
|
46
|
28
|
44
|
Quel est le gaz contenu dans le récipient ?
Exercice 5 ( 3 points )
Un ballon fermé contenant de l’air est relié à un manomètre.
La pression à l’intérieur du ballon, pour une température 1 = 20°C, est P1 = 101 kPa. Le ballon est successivement immergé dans de l’eau à l’ébullition ( 100 °C ), un mélange eau glace ( 0°C) et un mélange acétone glace sèche ( -78 °C ).
Pour chaque température, on mesure la pression à l’aide du manomètre, après réalisation de l’équilibre thermique.
Les résultats sont rassemblés dans le tableau suivant :
température ( °C )
|
-78
|
0
|
20
|
100
|
pression ( kPa)
|
67
|
94
|
101
|
129
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Représenter graphiquement les variations de la pression P en fonction de la température , en prenant une échelle graduée de 0 kPa à 150 kPa pour les pressions et une échelle graduée de
–300°C à +100°C pour les températures.
Prolonger le tracé obtenu jusqu’ à la pression nulle.
Sachant que l’absence d’agitation thermique correspond à 0 K ( ou zero absolu ) que peut-on dire de la pression d’un gaz à cette température ( justifier en utilisant le modèle microscopique des gaz ) ?
Déduire des réponses aux questions précédentes la température Celcius correspondant au zéro absolu.
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