Théorie cinétique des gaz

alors dans les vidéos précédentes si tu te souviens bien on avait fait de la mécanique des fluides et lors de mécanique des fluides bien on avait introduit le concept de pression générale d'abord et puis on avait spécifié finalement pour un liquide donc pour qu'elle lui qui était incompressible est donc maintenant comme tu peux le voir on va paraître thermodynamique et enterrements dynamique on va plutôt se concentrer maintenant sur des gaz uniquement mais principalement sur des gaz et donc finalement là dans cette vidéo moi j'aimerais introduire un concept extrêmement important qui ait la pression d'un gag comment qu'est ce que c'est la pression va vraiment essayer de rentrer un peu plus dans les détails et comprendre pourquoi est ce qu'on parle de pression dans moins de gaz et la propriété qui fait que ce gaz est compréhensible qu'est-ce que ça induit comme propriété sur la pression d'un gaz donc on va juste écrire voilà on va parler de pression dans cette vidéo alors donc on a même bien des envieux gaz et compressible donc on fera tout à l'heure des petits on s'amusera en fait à compresser justement un gaz pour voir ce qui s'y passe mais d'abord donc on va essayer de donner une définition simple de la pression donc la pression si tu te souviens bien après ce qu'on avait dit dans les vidéos sur la mécanique des fluides et bien c'est une force par l'unité de der donc si finalement c'est quelque chose qui pousse une surface donc quand tu viens on avait dit si tu prends ta main avec pousse sur ton bureau et bien sous ta main tu ta main à exercer une pression sur ton bureau c'est bien une force qui s'exerce sur une surface donne une force par unité de paramilitaires alors pour pour prendre un exemple en fait on va prendre comme ça un club est en fait dans le cube est bien où la patrie cubisme cube comme ça et bien la fronde des molécules de gaz donc il va y en avoir bien évidemment on aime beaucoup beaucoup plus que ce que je dessine enfin j'espère sinon de ces quasi vide mais les bons jours on y signale que donc comme ça juste pour qu'on n'y voit plus clair donc il ya des molécules dans ce volume dans ce cul et s'est enfermé il n'y a pas de fuite a peuvent pas sortir et ce qui va se passer c'est que ces molécules elles ont une certaine résoudre une énergie qui va se traduire par une énergie cinétique donc en fait elle devrait avoir un certain monde et alors il ya une distribution de vitesse qui est aléatoire dans l'âme dans la direction et dans la norme bomba varie selon selon l'énergie calmes que pouvait-on gazon par exemple vient comme ça il y en a une comme ça il a une toute petite là comme ça unisyn comme sa une comme ça tu as compris elles ont toutes une vitesse donc ça c'est ce qui se passe finalement tu vois j'ai pris une photo à un instant t c'est bien c'était comme ça sauf que bien sûr à l'instant t + 1 tu vois elles vont toutes avoir bougé et par exemple si je prends tu sais si tu vois qu'il se dirigeait vers l'art est eh bien elle va lire se connaît ici sur l'arête et pouf la peinture comme ça et si je prend celle là c'est pareil elle va se cogner poufy si elle va partir comme ça donc tu vas y en a qui vont se cogner contre les parois mais pas que parce que si je le prends sienne de là tu vois celle-ci pouf elle va se cogner à celle là alors on le sait mais alors un peu bougé mais on imagine 4 secondes quand même donc elle se cogne puis celle là pouf elle va voir donc là elle plus d'énergie pour venir se cogner la ex donc tu vois que finalement tout ce que j'ai un tel outil y ait ici c'est un transfert de quantité de mouvements de quantité de mouvement donc finalement ça veut dire que globalement on va supposer ici et donc ça c'est non je te fais pas le prendre dans le bon sens mais ça pour que ça marche il faut qu'on suppose mouvement ou là j'ai oublié mon on va supposer qu'en fait c'est ce qu'on appelle un gaz parfait donc un gaz parfait et un gaz parfait et bien ça veut dire qu'il n'y a pas de perte d'énergie de perte d'énergie donc ça veut dire que à chaque fois qu'il ya un an le transfert de pompiers de mouvements bien ya deux y'a pas de perte par exemple ici il y avoir entre un transfert ici un transfert là avant tu vois il n'y a pas de mots d'énergie qui disparaissent des régies qui se crée c'est un gaz parfait donc maintenant qu'on a un peu compris ça donc finalement ce qui va générer la pression signe histoires de grands mouvements eh bien on va essayer de comprendre quand même comment l on peut relire à une force alors ça normalement c'est facile tu te souviens bien qu'on avait dit qu'une force et bien c'est rien d'autre qu'une variation de quantité de mouvement sur une variation du temps donc finalement tu voit qu'effectivement il va y avoir ici une option de variations comme ceux des mouvements et alors comme on se souvient bien nous ce qu'on a dit on a dit que la pression c'était une force par unités d'air eh bien on va se concentrer ici sur une aire où par exemple on va prendre sa terne donc on prend ce côté là du cube et on se demande qu'est ce qu'il lui arrive donc là j'ai dit par exemple que tu vas y en avait une ici comme ça et c'est là on va dire qu'elle arrive plus directement perpendiculaire et un don qu'elle repart comme ça donc je vois finalement il va se passer il va y avoir aux statistiquement parlant on peut supposer qu'il va constamment les avoirs des particules qui se cognent là dessus alors d'ailleurs pour qu'on voit encore mieux on va faire une vue de profil ça on va représenter donc quelques molécules ça sera quand même un peu plus facile qu en trois dimensions donc voilà donc par exemple celle ci pop et bien là et elle repart celles ci elles viennent à elle repart comme ça celle ci c'est comme ça et là comme ça celle ci est bien comme ça donc voilà on a compris donc ce qu'on a dit c'est finalement à tout moment à tout instant il y aura forcément des molécules qui vont à pays et que ce qui va comme la façon obligé de calculer ma pression c'est de dire je calcule la variation quantité de mouvement à 7 par ward en fonction du temps et je divise par l'air demain paroisse sauf que tu vois que ça c'est extrêmement compliqué parce qu'il ya un nombre incommensurable de molécules dans tout ça on peut pas voir on peut mais c'est très compliqué de suivre individuellement le monde chacune des molécules comme ce qu'on faisait par exemple quand on a fait de la mécanique du point tu vois on avait une balle ont su fait son mouvement là on a des millions des millions de balles donc c'est pas possible donc en fait on va utiliser un petit une petite astuce fabrication va utiliser la statistique fait tu veux et on va calculer finalement la moyenne de toutes ces quantités de mi mandat on va se dire baende moyenne il ya une probabilité tendent d'avoir en continuant comme ça sauf que tu vois on va plus parler de probabilités parce que c'était des choses des descriptions qui sont connues et donc finalement eh bien on va bien définir que la pression à cette paroisse et bien c'est celle à l'intégrale si tu veux de toutes les quantités d'ogm en fonction du temps / l'air donc voilà donc j'espère que tu as bien compris que pour une mère de nerfs donnait donc une paroi donné il ya bien une résultante de mouvement qui pousse comme ça et qu'on un calcul en prenant ce que je viens de dire donc en moyenne ont finalement toutes les petites forces qui proviennent de transferts du pain de thé de nouveau alors maintenant on va parler un petit peu de l'autre chose dont je devais parler c'est à dire la relation entre la pression et le volume c'est-à-dire entre le fait que partant du fait que le gaz soit compressibles voilà alors pour ça on va prendre un cube donc on va commencer notre pub il est comme ça donc je veux pas défini en trois dimensions ce qu'on a compris alors donc dans mad qu on va faire on va dessiner 25 molécules de trois caisses il y en a beaucoup plus que ça mais c'est juste pour l'exemple donc celle ci elle va aller comme ça comme ça l'un là et l'un non celle là elle revient celle là elle part comme ça ceux reconnus ici donc voila comme tu as bien compris il va se passer plein de choses elles vont gl vont se cogner les unes aux autres et contre les parois donc finalement dans ce cube la non le cube blanc eh bien il va y avoir une pression de paix et un volume v qui est donc volume de cet objet et dans le cas de notre expérience ici la température ne change pas en fait toute ma boîte elle est la température de la pièce et moi ce que je te dis oui je vais te le dire et on va on va ensuite mettre ça à l'épreuve en faisant des compressions déshydratation jeudi qu en fait pour un gaz donc parfait toujours la pression fois le volume et bien c'est une constante samoisette ce que je te dis et d'ailleurs je te souffle à l'oreille que on verra tout à leur fin le plus tôt dans notre vidéo que tout ça c'est proportionnel en fait à l'énergie cinétique et tu vois que c'est bien ça va être bien logique la pression on l'a dit ce terme ne sont le mouvement de 2,2 des changes de grande taille mouvement et tout ça à 0 lié à d'énergie smic donc moment-là ça de côté non je vais l'effacer et en focus là dessus donc la pression foa les volumes étaient contre ont donc d'abord on va faire une dilatation donc on va faire une commande il apte à sion alors on va définir jaune on rouge rouge ce gaz en gros est donc bon dilatation comme ça donc tu vois c'est là exactement la même quantité de gaz c'est le même objet mais j'arrive à aldi la terre je ne vois pas comment on s'en fiche et il ya toujours mes cinq molécules sauf que tu vois que la regardait sont beaucoup beaucoup plus de place mais molécules donc si elles ont la même vitesse tu vois celle ci reste à deux vitesses là peut-être qu'en fait elle va avancer puis elle va s'arrêter là elle va rencontrer aucune molécule elle va rencontrer aucune parents parce qu'elle va pas assez vite et elle bat elle va se cogner ici mais elle va repartir à peu va s'arrêter là elle va pas reconnu notre paroisse et et etc donc tu vas que comparer ici où statistiquement parlant elle allait connu au moins une paroi en particules et finalement il ya les avoir comme ça des transferts d'énergie aux surfaces qui génère de la pression est bien ici va se passer deux choses la première chose c'est que ces molécules vent de se cogner moins souvent contre les bords et la deuxième chose c'est que la surface de chacune des parents a augmenté donc ces deux choses la faisant et bien tu vois que ça va nous donner que la pression elle va diminuer parce qu'il ya moins de chocs et l'air est plus grande et que comme on a dit que la pression est bien c'était la force sur l'air il ya moins de force et plus d'air donc ça va dans le sens d'une diminution de la pression et de volume lui et bien il a augmenté on voit bien que ça va bien la chance de conserver le produit pv constants alors maintenant on va faire le deuxième cas donc le deuxième cas ça va être une compression comme j'imagine donc qu'on pression alors dans cette compression l'apprendre bleus est donc la compression peut prendre un tout petit volume comme ça et on a toujours la même quantité de gaz donc fictivement pour nos cinq molécules alors ici je vais même pas défi n'est pas ce que tu vas comprendre très vite que je vais pas y arriver c'est que elles vont se cogner tout le temps entre elles tout le temps contre les parois peu importe où elles vont vouloir aller et vous rencontrer quelque chose donc ça ça va aller dans le sens de d'une augmentation des chocs et une diminution de la paroisse donc si je réécris donc ok je vais écrire en bleu si je réécris donc que la pression c'est la force eut relève est bien là la force résultats des chocs elle va augmenter nerfs elle va diminuer donc finalement tout ça ça a bien dans le sens de la pression qui augmente et du volume qui diminue tu vois que là encore est bien retrouve que le produit pv va rester constant donc ça d'ailleurs voilà c'est une façon un petit peu théorique d'expliquer âmes et maintenant si tu veux essayer par toi même battu prend un malin de baudruche et une gonfle pas trop gros de telle manière que tu peux le prendre dans tes mains et en fait tu va d'abord appuyée entre tes mains ça va être relativement facile est en fait plus suivent à essayer d'appuyer plus ça va être difficile parce qu'en fait plus la pression va être forte et donc plus il va falloir que tu compenses avec tes mains pour appliquer une force plus forte donc voilà donc j'espère que là cette vidéo a donné une bonne intuition sur ce qu'est la pression d'un gaz donc qui lui est compressibles et que cette faculté d'être compressibles et bien ça se traduit par pour un gaz parfait c'est à dire un gaz dans lequel il n'y a pas de perte d'énergie et lorsque la température ne change pas le produit pv qui est constant