La théorie cinétique des gaz parfaits

Nous proposons dans cette séquence une version simplifiée de la théorie cinétique des gaz parfaits dont le but est de faire comprendre le comportement des gaz sur base de concepts de mécanique élémentaires enseignés au niveau de l'enseignement secondaire. Après avoir défini la notion de gaz parfait, nous commençons par généraliser l'expression de la force d'impact moyenne au cas d'une particule unique dont la vitesse est d'orientation quelconque (seul le cas d'une vitesse perpendiculaire à la paroi était considéré dans l'introduction). Nous montrons que la force d'impact n'est conditionnée que par la composante de vitesse perpendiculaire à la paroi. Le cas d'un gaz de plusieurs particules est traité en faisant la somme des forces d'impact moyennes de chacune des particules du gaz. Le résultat de la théorie cinétique s'obtient à partir de là très aisément en exploitant l'isotropie de la distribution des vitesses. La comparaison entre le résultat de la théorie cinétique et la loi expérimentale des gaz parfait révèle la signification physique de la notion de température: la température apparaît comme représentant, à un coefficient près, l'énergie cinétique moyenne des particules.