Exercices

Exercices

1°) Une seringue contient 18 cm3 d'air à la pression normale. On bouche
l'extrémité de la seringue et on pousse le piston de façon à réduire le
volume gazeux à 6 cm3. On suppose que la température reste constante.
Quelle est alors en pascal, la pression du gaz dans la seringue.


2°) Calculer le volume occupé à 20 °C et pour une pression de 105 Pa par
une masse de 100 g de chacun des gaz suivants.

a)- L'argon (gaz monoatomique Ar).

b)- Le dioxygène (gaz diatomique O2).

c)- Le dioxyde de carbone (gaz triatomique CO2).

d)- L'hexafluorure de soufre SF6, gaz avec lequel sont gonflées les
balles de tennis.

3°)Une bouteille contient du gaz butane C4H10 comprimé surmontant du butane
liquéfié. La bouteille est munie d'un manomètre et d'un détendeur.

a)- Quels sont les rôles d'un manomètre et d'un détendeur ?

b)- Le contenu de la bouteille a une masse de 12 kg. Quelle est la
quantité de matière correspondante ?

c)- en admettant que la totalité du contenu de la bouteille puisse
être utilisée sous forme de butane gazeux à 20 °C et à la pression
atmosphérique de 105 Pa, quel est le volume de gaz disponible ?
4°) Une masse donnée d'un gaz est considérée dans 3 états successifs :

État 1 caractérisé par p1, V1, T1.

État 2 caractérisé par p2, V2, T2.

État 3 caractérisé par p3, V3, T3.

On donne : p1 = 105 Pa, V1 = 2 L et T1 = 300 K.

a)- Le passage de l'état 1 à l'état 2 s'effectue à pression
constante par une élévation de température de 20 K. Déterminer p2, V2,
T2.
b)- Le passage de l'état 2 à l'état 3 s'effectue à température
constante par une augmentation de pression de 104 Pa. Déterminer p3, V3,
T3.

5°) Extrait BTS MS07

Une bouteille de dioxygène comprimé a pour volume utile V = 5,0 L.
La pression indiquée par le manomètre fixé sur le détendeur est P = 120
atm, à la température ?= 27° C.

1. Convertir le volume V, la pression P et la température dans les unités
du système international.

2. Calculer la quantité de matière n (en moles) de dioxygène contenu dans
cette bouteille en utilisant l'équation d'état du gaz parfait :
P.V=n.R.T

3. En déduire la masse m de dioxygène contenu dans la bouteille.

4. Calculer le volume de dioxygène gazeux Vo à prélever à l'extérieur,
dans les conditions de température ?0 = 20 °C et de pression Po = 1,0
atm, afin de remplir cette bouteille avec une quantité de dioxygène n
= 24,4 mol.

5. En s'appuyant sur l'équation d'état des gaz parfaits, expliquer
brièvement pourquoi une bouteille de gaz sous pression présente un
risque d'explosion en cas d'incendie.

Données :
1 L = 1 X 10 -3 m3 ; 1 atm = 1,013 x 105 Pa ; T(en Kelvin)= ?(degré
Celsius)+273. Constante des gaz parfaits : R = 8,31 J.K-1.mol-1.
Masse molaire atomique de l'oxygène : M(O) = 16 g.mol-1.