Un gaz parfait est constitué de molécules ponctuelles n'exerçant aucune interaction à distance. Pour un tel gaz, l'équation d'état est P.V = n R.T.
P est la pression, V le volume, n le nombre de moles du gaz, T la température absolue et R la constante des gaz parfaits (8,314 103 J/K). L'appareil de Mariotte est constitué par une ampoule graduée qui communique par un tube souple avec un récipient mobile qui se déplace devant une échelle graduée. L'ensemble contient du mercure. La mesure de la différence du niveau du mercure entre les deux récipients permet de déterminer la pression du gaz contenu dans l'ampoule gradué. On peut le remplacer par le dispositif suivant : |
Utilisation :
Avec les boutons radio choisir le gaz étudié.
Les boutons [+] et [−] permettent de modifier la valeur du volume du gaz. Un indicateur affiche la valeur de la pression.
Sur la gauche, on trace :
a) la courbe isotherme P = f(V) avec P en hPa, V en cm3.
b) la courbe PV = g(V). P en hPa, V en cm3. Le produit PV est divisé par 10.
On pourra également tracer la courbe P = h(1 / V).
Les valeurs utilisées proviennent de mesures effectuées avec un appareil de Mariotte à mercure que j'ai retrouvées dans mes archives. J'ai simplement converti les cm de mercure en hectopascals.
Vérifier que pour les conditions expérimentales utilisées l'air se comporte comme un gaz parfait et que le butane s'écarte de cette loi si la pression augmente
Vérifier que la compressibilité diminue quand on se rapproche de la liquéfaction. (Le n-butane se liquéfie à - 0, 3°C).
A partir des données retrouver la valeur de R. (Masse volumique de l'air à 0°C 1,293 g/cm3)