Théorie cinétique des gaz
La
théorie cinétique des
gaz considère que les
gaz sont constitués de corpuscules (les
molécules) en mouvement permanent dans toutes les directions et dont les chocs entre elles et avec la paroi sont parfaitement élastiques. Elle permet d'expliquer les notions de :
- température : c'est une mesure de l'agitation des corpuscules, plus précisément de leur énergie cinétique ;
- pression : la pression exercée par un gaz sur une paroi résulte des chocs des corpuscules sur cette dernière.
La théorie cinétique des gaz a été développée à partir du XVIIIe siècle et a été un des éléments déterminants dans la découverte de la notion d'atome. Elle est basée sur les idées de Daniel Bernoulli, John James Waterston, K.A. Krönig et Rudolf Clausius. James Clerk Maxwell et Ludwig Boltzmann en ont formalisé son expression mathématique.
Cette théorie comporte plusieurs degrés de complexité.
- Dans sa version la plus simple, on ignore les interactions entre les molécules, ainsi que leur taille : elle permet de retrouver l'équation d'état (macroscopique) des « gaz parfaits ».
- En incluant les effets de taille des molécules, on peut décrire les collisions entre les molécules, ce qui donne accès aux propriétés de transport (viscosité, diffusion, effusion, conductibilité thermique).
- Van der Waals a proposé en 1873 une équation qui porte son nom, et qui tient compte à la fois de la taille des molécules et de leur interaction. Il se trouve que cette équation permet de décrire également la transition liquide-gaz (ébullition, évaporation, condensation). Elle a servi de guide à ceux qui, dans la seconde moitié du XIXe siècle, cherchaient à liquéfier tous les gaz, jusqu'à l'hélium, liquéfié en 1908 à Leyde.
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Catégorie : Thermodynamique
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Page imprimée mercredi 30 mai 2012 à partir de l'url :
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