Comprendre la desintegration radioactive
Guide complet de la desintegration radioactive. Decouvrez les desintegrations alpha, beta et gamma, les calculs de demi-vie, les chaines de desintegration et les applications.
La loi des gaz parfaits : PV = nRT
La loi des gaz parfaits relie la pression (P), le volume (V), la quantite de gaz en moles (n), la constante universelle des gaz (R) et la temperature absolue (T) : PV = nRT. La constante R a la valeur 8,314 J/(mol*K) = 0,0821 L*atm/(mol*K). La temperature doit toujours etre en kelvins (K = degre C + 273,15). Cette equation combine les lois de Boyle (P inversement proportionnel a V), Charles (V proportionnel a T) et Avogadro (V proportionnel a n) en une seule relation. Elle est une excellente approximation pour les gaz a basse pression et haute temperature.
Resoudre des problemes avec PV = nRT
Pour resoudre un probleme, identifiez les quatre variables connues et la cinquieme inconnue, puis reorganisez l'equation. Pour trouver la pression : P = nRT/V. Pour le volume : V = nRT/P. Pour la temperature : T = PV/(nR). Pour les moles : n = PV/(RT). Exemple : quel est le volume de 2 moles de gaz a 25 degre C (298 K) et 1 atm ? V = nRT/P = 2 x 0,0821 x 298 / 1 = 48,9 L. Aux conditions standard (0 degre C, 1 atm), une mole de gaz parfait occupe 22,4 L -- un nombre a memoriser.
La loi combinee des gaz
Lorsque la quantite de gaz est constante et que les conditions changent, on utilise la loi combinee : P1*V1/T1 = P2*V2/T2. Cela permet de calculer l'effet d'un changement de conditions sans connaitre le nombre de moles. Exemple : un ballon de 2 L a 25 degre C (298 K) et 1 atm est transporte au sommet d'une montagne ou la pression est 0,7 atm et la temperature 0 degre C (273 K). V2 = P1*V1*T2 / (T1*P2) = 1 x 2 x 273 / (298 x 0,7) = 2,62 L. Le ballon se dilate en raison de la pression plus basse, partiellement compense par la temperature plus froide.
Pressions partielles et loi de Dalton
La loi de Dalton stipule que la pression totale d'un melange de gaz est la somme des pressions partielles de chaque gaz : P_total = P1 + P2 + P3 + ... La pression partielle d'un gaz est la pression qu'il exercerait s'il occupait seul le volume total : Pi = xi * P_total, ou xi est la fraction molaire du gaz (nombre de moles du gaz divise par le nombre total de moles). L'air est compose d'environ 78 % d'azote, 21 % d'oxygene et 1 % d'argon. A la pression atmospherique (1 atm), la pression partielle d'oxygene est environ 0,21 atm.
Limites du modele de gaz parfait
Le modele de gaz parfait suppose que les molecules de gaz n'ont pas de volume propre et n'exercent aucune force d'attraction entre elles. Ces hypotheses sont valides a basse pression et haute temperature, mais echouent a haute pression (les molecules sont proches et leur volume compte) et a basse temperature (les forces intermoleculaires deviennent significatives). L'equation de van der Waals corrige ces effets : (P + a*n^2/V^2)(V - nb) = nRT, ou a corrige les attractions intermoleculaires et b corrige le volume moleculaire. Le gaz parfait est le point de depart de tout calcul, avec les corrections appliquees si necessaire.