Revoir les lois physiques qui régissent la vapeur d'eau dans un gaz humide peut vous aider à mieux comprendre les propriétés de ce que vous mesurez. Comprendre ces propriétés vous aidera à effectuer des mesures plus précises et à travailler plus efficacement, qu'il s'agisse de protéger un produit contre la corrosion ou de maintenir un environnement précis pour le stockage ou la fabrication.
Humidité et lois physiques
De la pression à la température, les lois suivantes sur les gaz parfaits nous aident à comprendre comment les niveaux d'humidité varient en fonction de l'environnement.
Définition :
La température et la pression standard (STP) sont fixées à une température de 0 °C, 32 °F et une pression de 101,3 kPa à une atmosphère.
| Nom | Définition | Loi | Remarques |
|---|---|---|---|
| Loi de Boyle | À température constante, le produit du volume et de la pression d'une quantité donnée de gaz est une constante. | P x V = constante | La valeur de la constante dépend de la quantité de gaz contenue dans le volume. |
| Loi de Charles | À pression constante, le volume d'une quantité donnée de gaz est proportionnel à la température absolue (K). Ou, à volume constant, la pression d'une quantité donnée de gaz est proportionnelle à la température absolue. | V= q x T Ou P= j x T | q est une constante de proportionnalité qui dépend de la quantité de gaz. j est une constante de proportionnalité qui dépend de l'échantillon de gaz particulier et de son volume. Pour convertir la température en °C en température absolue en K, ajoutez la constante 273,15. |
| Loi de Dalton sur les pressions partielles | La pression totale d'un mélange de gaz est égale à la somme des pressions que chaque gaz exercerait s'il était présent seul. | Pt = P1+ P2+ P3+... | P1, P2, etc., sont les pressions partielles des gaz 1, 2, etc. |
| Hypothèse d'Avogadro | Des volumes égaux de gaz à la même température et à la même pression contiennent un nombre égal de molécules. | Exemple : un litre de n'importe quel gaz parfait à une température de 0 °C et une pression de 101,3 kPa contient 2,688 x 1022 molécules. | La température de 0 °C et la pression de 101,3 kPa correspondent aux conditions standard de température et de pression, ou CST. |
Définition :
Il a été déterminé expérimentalement que le nombre d'atomes dans 12 grammes de 12C est de 6,022 x 1023. Ce nombre est appelé le nombre d'Avogadro.
Fractions molaires et pression partielle
Fractions molaires et pression partielle La composition d'une mole d'un mélange gazeux peut être exprimée en termes de fractions molaires de ses composants. La fraction molaire d'un composant particulier est définie comme le nombre total de moles du composant divisé par le nombre total de moles de tous les composants. Il découle de cette définition que la somme de toutes les fractions molaires est égale à un.
| Nom | Définition | Loi | Remarques |
|---|---|---|---|
| Volume d'une mole de gaz à température et pression normales (STP) | Comme un litre de gaz à STP contient 2,688 x 1022 molécules (ou atomes dans le cas d'un gaz monoatomique), il s'ensuit qu'une mole de gaz (6,022 x 1023 molécules) occupe un volume de 22,4 l à STP. | Voir les définitions de la mole et du nombre d'Avogadro ci-dessous. | |
| Constante de la loi des gaz parfaits. | Le produit du volume et de la pression d'une quantité donnée de gaz est proportionnel à la température absolue. | P x V = n x R x T | n est le nombre de moles de gaz et R la constante molaire des gaz. La constante R est égale à : 0,08206 atm x litre/K x mole 8,30928 Pa x m3/K x mole |
Définition :
Une mole d'un élément quelconque est définie comme la quantité de cet élément qui contient le même nombre de molécules (ou d'atomes dans le cas d'un élément monoatomique) que exactement 12 g de 12C (carbone 12).
Exemple : air sec près du niveau de la mer
- Azote : fraction molaire : 0,78084
- Oxygène : fraction molaire : 0,20948
- Dioxyde de carbone : fraction molaire : 0,0004
Si Pt est la pression totale d'un mélange gazeux et n1, n2, etc. les fractions molaires de ses composants, il s'ensuit que :
Pt= Pt x (n1+ n2 + ...) et
Pt= Pt x n1+ Pt x n2 + ...
où Pt x n1, Pt x n2, etc. sont les pressions partielles des composants 1, 2, etc.
L'équation ci-dessus est une autre forme de la loi de Dalton.
Pour en savoir plus sur l'humidité, regardez la vidéo suivante : « Explication de la mesure de l'humidité relative »
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