Illustration symbolique de la loi des gaz parfaits PV=nRT. Noter bien que dans ce modèle, les molécules sont ponctuelles, qu'elles n'interagissent que pendant les chocs et que ces chocs sont supposés élastiques. Cliquer sur les icônes correspondants pour doubler le volume, le nombre de particules ou la température.
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Quelle limite à cette simulation ce calcul met-il en évidence? Donner 6 nouveaux coups de pompe Quelle grandeur fait-on directement varier? Mesurer la nouvelle pression P 3 On peut considérer que le nombre de coups de pompe est proportionnel à la quantité de matière. Calculer le rapport n 3 /n 1. Le comparer au rapport P 3 / P 1. Simulation gaz parfait pour les. Constats des mesures précédentes: la pression augmente si le volume diminue. la pression augmente si la température augmente. Ces constatations sont-elles en accord avec l'équation de gaz parfaits? La pression se retrouve aussi dans la formule P = F / S; une force sur une surface. Interpréter les constats précédents avec cette formule.
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Un piston peut également se mouvoir entre deux gaz. Pour atteindre le programme exécutable, cliquez sur le lien ci-dessous
lancement du programme
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Simulation d'un gaz parfait
Pour modliser un gaz parfait, on tudie un systme bidimensionnel de billes, inertes et indformables. Les positions initiales des billes sont alatoires, l'amplitude de la vitesse initiale est proportionnelle T et les directions des vitesses initiales sont alatoires. On pose a priori que:
= = 0 et aussi que
= =
Les chocs avec les parois sont parfaitement lastiques: Lors d'un choc avec une paroi verticale, la composante verticale de la vitesse est inchangée et la composante horizontale change de signe. On néglige les chocs entre les billes. Avec ces hypothses, les particules doivent se comporter comme un gaz parfait obissant l'quation d'tat pV = nRT. Physique et simulation. Pour valuer la pression, on peut considrer l'action des billes sur un piston mobile de masse M. Lors du choc d'une bille, dont la composante verticale de la vitesse est Vy, avec le piston, on considère que celui-ci monte d'une quantité dH = Pendant l'intervalle de temps dt, on considère que le piston descend de dH' = h.
M. (dt) 2. Utilisation:
Avec le curseur, choisir la valeur de la température T (vitesse des particules). Choisir le nombre de billes N. Le bouton [Départ] relance la simulation. Le programme affiche la valeur H de la hauteur du piston. Vérifier, pour une durée suffisante de la simulation, que H = a. T. Il est nécessaire d'attendre au moins une minute avant que la position du piston soit stabilisée. Calcul des pertes de charge gaz : comment aller au-delà de la loi des gaz parfaits - CASPEO. Comme les positions initiales et les directions des vitesses sont aléatoires et que le nombre de billes est faible (20 à 80), l'incertitude sur la position d'équilibre du piston est assez grande mais on vérifie assez bien la loi. Remarque importante:
Dans la simulation, on recherche la date du premier choc d'une des billes avec une paroi et on effectue alors la mise à jour de l'affichage. Cette méthode conduit à un déroulement non linéaire du temps et ne rend pas compte de la vitesse réelle des billes. Deux billes est coloriées de manières différentes pour permettre de suivre leurs mouvements.
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