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La dilatation d’un gaz à pression constante.

La loi de Gay-Lussac. La dilatation des gaz à fait l’objet d’études expérimentales précises, dans certains laboratoires disposant d’appareiles perfectionnés.

Ces expériences ont montré en particulier que, pour chacun des gaz étudiés, la dilatation V-V_o d’une masse gazeuse invariable maintenue sous pression constante est portée de 0^o C à t^o C, est proportionnelle à l’élévation de température t.

Comme, d’autre part, chaque unité de volume du gaz se dilate également, la dilatation est aussi proportionnelle au volume initial V_o .

Nous pouvons donc définir le coefficient de dilatation d’un gaz, comme nous avons défini le coefficient de dilatation cubique d’un solide et le coefficient de dilatation absolue d’un liquide.

Comme pour un solide et un liquide le coefficient de dilatation d’un gaz à pression constante représente l’accroissement que subit une unité de volume du gaz à 0 ^o C pour une élévation de température de 1^o C.

Faits expérimentaux.

Un gaz est enfermé dans un ballon prolongé par un tube horizontal de faible section. Un index de mercure le sécure de l’atmosphère. Quand cet index est fixe la pression à la même valeur sur ses deux faces extrêmes, celle du gaz est donc égale à la pression atmosphérique du moment.

Si l’on réchauffe le gaz on constate un déplacement de l’index vers la droite.

Un accroissement du volume du gaz, une dilatation sous pression constante sont analogues à la dilatation que nous avons observées dans le cas d’un solide ou d’un liquide mais relativement beaucoup plus importante.

Ces même expériences de laboratoire ont montré que:

1. Pour un même gaz, étudié successivement sous différentes pressions, la valeur du coefficient de dilatation «a» ne dépend pas de la pression imposée au gaz, pourvu que cette pression demeure bien constante pendant les mesures de dilatation.

2. Pour un même gaz des échauffements t, t`, t``..., allant de quelques dizaines à quelques centaines de degrés C ¹ , la valeur de «a» est indépendante de la température à laquelle on porte le gaz ².

3. Pour les divers gaz étudiés (hydrogène, oxigène, azote, etc.) les valeurs de leurs coefficients sont pratiquement égales.

Ces résultats sont résumés dans un énoncé connu sous le nom de loi de Gay-Lussac. Le coefficient de dilatation d’un gaz à pression constante est indépendant: de la nature du gaz, de la pression, de la température.

Le coefficient de dilatation est environt trois fois plus grand que celui des liquides ³ usuels.

Ainsi la dilatation des gaz diffère notablement de celles des liquides et des solides; non seulement les gaz sont plus dilatable, mais ils sont pratiquement tous le même coefficient de dilatation alors qu’à chaque corps liquide ou solide correspond un coefficient de dilatation partculier, spécifique, qui caractérise ce corps.

¹ allant de quelques dizaines à quelques centaines de degrés C… – начиная с нескольких десятков до нескольких сотен градусов…

² on porte le gaz …- доводят газ до …

³ Le coefficient de dilatation est environt trois fois plus grand que celui des liquides – этот коэффициент расширения примерно в три раза больше коэффициента расширения жидкостей.