Feuille d'activités de la leçon : Propriétés d’un gaz parfait Physique

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à calculer la relation entre les variations de pression, de volume et de température d’un gaz parfait.

Q1:

Laquelle des formules suivantes représente le mieux la relation entre la pression, le volume et la température absolue d’un gaz parfait?

  • A𝑉𝑇𝑃
  • B𝑃𝑉𝑇
  • C𝑃𝑉𝑇
  • D𝑉𝑃𝑇
  • E𝑃𝑇𝑉

Q2:

Un cylindre dont une extrémité est fermée par un piston mobile contient du gaz avec un volume de 0,022 m3. Le gaz a une température initiale de 348 K. La température a été augmentée à 512 K et le piston s'est déplacé de sorte que la pression reste la même qu'avant la chauffe. Quel est le volume qu'occupe ce gaz après l'augmentation de la température? Donne ta réponse à trois décimales près.

Q3:

Une bouteille de gaz contient 3,25 m3 de gaz à une pression de 520 kPa et une température de 300 K. À volume constant, pour quelle température la pression du gaz dans la bouteille atteindra-t-elle 865 kPa? On donnera la réponse arrondie au kelvin.

Q4:

Un nuage d'un volume de 3‎ ‎560 m3 est entouré d'air dont la pression est de 106 kPa et dont la température est de 290 K. La température de l'air tombe alors à 275 K et sa pression tombe à 101 kPa, provoquant la compression du nuage, comme le montre le schéma. Quel est le nouveau volume du nuage? Réponds au mètre cube près.

Q5:

Un ballon a un volume de 0,015 m3 au niveau de la mer, où la pression de l'air est de 101 kPa et la température de 300 K. Détermine le volume de ce ballon en un point situé à 1,4 km au-dessus du niveau de la mer, où la température est de 245 K. Modélise l'atmosphère comme ayant une densité uniforme de 1,225 kg/m3. Réponds à quatre décimales.

Q6:

Un ballon météo a un volume initial de 1,2 m3, une pression initiale de 102 kPa, et une température initiale de 290 K. Une fois arrivé haut dans les airs, le ballon a un volume de 1,0 m3, une pression de 96 kPa, et une température de 240 K. Quel pourcentage du gaz dans le ballon a fui? Donne ta réponse à une décimale près.

Q7:

Un cylindre avec un couvercle mobile contient de l'air d'un volume de 0,042 m3 à une pression de 101 kPa. Le couvercle de la bouteille est poussé vers le bas par une force externe 𝐹, comme le montre le schéma. Cette force inclut le poids du couvercle. En conséquence, le couvercle se déplace vers le bas de 10 cm et la pression de l'air augmente de 28 kPa. Le couvercle cesse alors de se déplacer lorsque la pression au-dessus et en dessous de celui-ci est égale. La pression change de façon linéaire lorsque le couvercle est déplacé et la température de l'air ne change pas pendant la compression.

Quelle est la surface du couvercle de la bouteille ? Donnez votre réponse à la deuxième décimale.

Quelle est la hauteur du cylindre ? Donnez votre réponse à la deuxième décimale.

Quelle est l'ampleur de la force appliquée au couvercle ? Donnez votre réponse au newton le plus proche.newton.

Combien de travail a été effectué pour comprimer le gaz ? Donnez votre réponse au joule le plus proche.joule.

Q8:

Un ballon contient 0,012 m3 d'air à une pression de 101 kPa et une température de 300 K. L'air de ce ballon est transféré à un autre ballon dont le volume est la moitié de celui du premier. Une pression externe de 125 kPa est nécessaire pour transférer l'air. Quelle est la température de l'air dans le nouveau ballon ? Donne ta réponse au kelvin le plus proche.

Q9:

Une bulle d'air ascendante dans une colonne d'eau a un volume à la base de la colonne et un volume plus important vers le haut de la colonne, comme le montre le diagramme. Trouvez la hauteur de la bulle au-dessus de la base de la colonne lorsqu'elle a un volume 1,55 fois plus grand que celui de la base de la colonne. Utilisez une valeur de 101 kPa pour la pression atmosphérique et une valeur de 1‎ ‎000 kg/m3 pour la densité de l'eau. La température de l'eau est uniforme. Donnez votre réponse à une décimale près.

Q10:

Un ballon est gonflé en y ajoutant plus d'air, ce qui augmente son volume, comme le montre le dessin. La pression de l'air dans le ballon est de 101 kPa avant le gonflage et de 121 kPa après le gonflage. La température de l'air dans le ballon ne change pas lorsqu'il est gonflé. On peut supposer que l'air se comporte comme un gaz idéal.

Détermine le volume du ballon lorsqu'il est gonflé en pourcentage du volume du ballon avant qu'il ne soit gonflé. Donne ta réponse au pourcentage le plus proche.

Détermine la masse de l'air dans le ballon lorsqu'il est gonflé en pourcentage de la masse du ballon avant qu'il ne soit gonflé. Donne ta réponse au pourcentage le plus proche.

Cette leçon comprend 17 questions additionnelles pour les abonnés.

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