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approximation un peu meilleure en évitant |
approximation un peu meilleure en évitant cette contradiction, pourra |
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être réalisée en écrivant |
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{{c|<math>p=\frac{\mathrm{RT}}{(v-\alpha)},</math>}} |
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{{Br0}} |
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où l’on considérera par convention |
{{Br0}}où l’on considérera par convention <math>\alpha</math> comme une constante. |
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D’autre part les molécules exercent les unes sur les autres, au |
D’autre part les molécules exercent les unes sur les autres, au |
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Ces attractions doivent réduire un peu l’effort de pression exercé par |
Ces attractions doivent réduire un peu l’effort de pression exercé par |
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les molécules sur les parois du vase qui les enferme ; elles conduiront |
les molécules sur les parois du vase qui les enferme ; elles conduiront |
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donc à apporter à l’expression de p une nouvelle correction sous la |
donc à apporter à l’expression de <math>p</math> une nouvelle correction sous la |
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forme d’un terme additif négatif. D’autre part, plus e est grand, plus |
forme d’un terme additif négatif. D’autre part, plus e est grand, plus |
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faible est la fraction du temps total pendant lequel une molécule est |
faible est la fraction du temps total pendant lequel une molécule est |
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assez voisine d’autres molécules pour qu’agissent sur elle ces attractions |
assez voisine d’autres molécules pour qu’agissent sur elle ces attractions |
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de cohésion ; autrement dit ce terme correctif doit devenir nul |
de cohésion ; autrement dit ce terme correctif doit devenir nul |
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quand |
quand <math>v</math> augmente indéfiniment, et l’on pourra tenir compte de cette |
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condition, en lui donnant, à litre d’approximation, la forme |
condition, en lui donnant, à litre d’approximation, la forme <math>-\frac{\beta}{v^n},</math> |
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où |
où <math>\beta</math> et <math>n</math> sont des constantes positives. On écrira alors |
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{{MathForm1|(32)|<math></math>{{caché|(32)}}}} |
{{MathForm1|(32)|<math>p=\frac{\mathrm{RT}}{v-\alpha} -\frac{\beta}{v^n}.</math>{{caché|(32)}}}} |
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L’expérience montre que, en choisissant pour l’exposant n la valeur |
L’expérience montre que, en choisissant pour l’exposant <math>n</math> la valeur |
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2, |
2, on arrive à trouver, pour chaque gaz, des constantes <math>\alpha</math> et <math>\beta</math> |
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telles que les propriétés soient représentées avec une très bonne |
telles que les propriétés soient représentées avec une très bonne |
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approximation, même au voisinage de la liquéfaction, par l’équation |
approximation, même au voisinage de la liquéfaction, par l’équation |
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ainsi obtenue, |
ainsi obtenue, |
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{{MathForm1|(33)|<math></math>{{caché|(33)}}}} |
{{MathForm1|(33)|<math>p=\frac{\mathrm{RT}}{v-\alpha} -\frac{\beta}{v^2}</math>{{caché|(33)}}}} |
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ou |
{{Br0}}ou |
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{{MathForm1|(34)|<math></math>{{caché|(34)}}}} |
{{MathForm1|(34)|<math>\left( p+ \frac{\beta}{v^2} \right) \left( v- \alpha \right) = \mathrm{RT} \, ;</math>{{caché|(34)}}}} |
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c’est ''l’équation de Van der Waals''. On peut la prendre ''a priori'', par |
{{Br0}}c’est ''l’équation de Van der Waals''. On peut la prendre ''a priori'', par |
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définition, comme équation d’état de fluides théoriques dits gaz de |
définition, comme équation d’état de fluides théoriques dits gaz de |
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Van der Waals, qui constituent de très bonnes approximations des |
Van der Waals, qui constituent de très bonnes approximations des |
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propriétés des gaz réels. |
propriétés des gaz réels. |
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Le choix de l’exposant n |
Le choix de l’exposant <math>n=2</math> n’est pas guidé ''a priori'' par des considérations |
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simples relatives à l’expression de p ; mais on y est amené |
simples relatives à l’expression de <math>p \, ;</math> mais on y est amené |
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indirectement si l’on étudie l’expression de l’énergie interne U. |
indirectement si l’on étudie l’expression de l’énergie interne <math>\mathrm{U}.</math> |