Lorsque nous avons étudié la loi des gaz parfaits, nous avons vu que les gaz sont composés d'une immense quantité d'atomes et de molécules. Ces molécules (ou atomes) sont en mouvement constant et leur mouvement dépend essentiellement des lois de la cinématique. La caractérisation de la loi des gaz parfaits est donnée par l'équation suivante :
PV = nRT
Dans cette expression que l'on utilise pour caractériser un gaz parfait, on utilise la quantité de gaz exprimée en moles, c'est-à-dire la masse divisée par la masse moléculaire. Afin de trouver la masse totale d'un gaz quelconque, qui correspond au nombre (n) de moles de molécules, nous multiplierons ce nombre par la masse molaire du gaz.
Prenons un exemple simple: 1 mole d'atomes de carbone a une masse de 12 grammes: la molécule d'eau, composé de deux atomes d'hydrogène et un d'oxygène, il a une masse moléculaire M = (2 x 1) + 16 = 18 g/mol.
On peut exprimer la loi des gaz parfaits en fonction de la densité. De cette façon, on peut calculer la variation de densité d'un gaz lorsque la pression ou la température varie, sans se soucier du volume. D'après l'équation de la loi des gaz ci-dessus, nous pouvons la réécrire comme suit :
Dans l'équation ci-dessus, nous notons que n/V est le nombre de moles d'atomes ou de molécules par unité de volume. Ainsi, pour trouver la densité, on multiplie simplement n/V par la masse moléculaire M du gaz en question. Par conséquent, en multipliant les deux côtés de l'équation par la masse molaire du gaz, on obtient :
Ce qui dit que la densité absolue d'un gaz est directement proportionnelle à la masse moléculaire et que la pression est inversement proportionnelle à la température.
Rappelez-vous si :
1 mol = 6,02 x 1023 molécules
La masse moléculaire est la masse de 1 mole de molécules
1 mole de gaz en CNTP* (0ºC 1atm) occupe 22,4 litres.
*CNTP - conditions normales de température et de pression
Par Domitiano Marques
Diplômé en Physique
Équipe scolaire du Brésil
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-densidade-lei-dos-gases-ideais.htm