Thème 3 PSV : Transport de particules

Question 1

Qu’est-ce que le phénomène de diffusion ?

Answer 1

Phénomène ou 2 ou plusieurs fluides en contact acquièrent une répartition et des propriétés physiques homogènes

Question 2

Quelles sont les causes de la diffusion ?

Answer 2

L’agitation thermique
Forces extérieures (gravité, électrique…)
Gradients (température, pression…)

Question 3

Quels sont les fluides ?

Answer 3

Les liquides et les gaz

Question 4

Définir un gaz

Answer 4

Molécules circulent très librement

Peu d’interactions entre elles

Question 5

Définir un liquide

Answer 5

Molécules circulent bcp moins que dans un gaz

Plus d’interactions = ce qui assure la cohésion du liquid

Question 6

Définir un solide

Answer 6

Molécules ne circulent pas, elles vibrent

Question 7

Qu’est-ce que le coefficient de diffusion ?

Answer 7

Indicateur de la facilité à se diffuser dans une substance

Question 8

Donner la formule du coefficient de diffusion

Answer 8

D=Kb.T/6.π.η.r
D = coefficient de diffusion m².s^-1
Kb = constante de Boltzmann = 1,38.10^-23 J.K^-1
T = température en Kelvin
6 = Ø
π = Ø
η = viscosité dynamique Pa.s
r = rayon de la particule en m

Question 9

Donner la formule qui relie la constante de Boltzmann Kb au Nombre d’Avogadro

Answer 9

Kb = R/Na
Kb = la constante de Boltzmann = 1,38.10^-23 J.K-1
R = la constante des gaz parfaits = 8,31 J.mol^-1.K^-1
Na = Nombre d'Avogadro = 6,02.10^23 mol-1

Question 10

Redonner la formule du coefficient de diffusion en fonction de la formule qui relie Kb, Na et R

Answer 10

D=R.T/6.Na.π.η.r
D = coefficient de diffusion m².s^-1
R = constante des gaz parfaits = 9,81 J.mol^-1.K^-1
T = température en Kelvin
6 = Ø
π = Ø
η = viscosité dynamique Pa.s
r = rayon de la particule en m
Na = nombre d'Avogadro = 6,02.10^23 mol^-1

Question 11

De quoi dépend D ?

Answer 11

De la nature des particules i qui diffusent et de la nature des particules j dans lesquelles i diffusent

Question 12

Comment calcule-t-on la valeur moyenne du carré de la distance parcoure par une particule au bout d’un temps t ?

Answer 12

1 dimension = ligne : gauche/droite
√²=√2D(t)
D=1/2./t

2 dimensions = surface : gauche/droite/haut/bas
√²=√4D(t)
D=1/4./t

3 dimensions = espace :
√²=√6D(t)
D=1/6./t

Question 13

Comment s’effectue le transport par diffusion des molécules ?

Answer 13

Des régions riches vers les régions pauvres

Question 14

Vers quoi tend le transport par diffusion des particules ?

Answer 14

Vers l’homogénéité

Question 15

À quoi est lié le transport par diffusion des molécules ?

Answer 15

À l’agitation thermique

Question 16

Qu’est-ce que le scientifique Fick postule ?

Answer 16

Que le flux de particules dans une direction est proportionnel au rapport entre sa variation de concentration et la distance sur laquelle est mesurée la variation (=> gradient de concentration)

Question 17

Comment évolue le phénomène de transport des particules (=flux net de particules) ?

Answer 17

il ralentit au cours du temps jusqu’à sembler s’arrêter quand le nombre de particules par unité de volume est le même partout = quand la solution est homogène

Question 18

Enoncer la première loi de Fick

Answer 18

Jn(x,t)=-α.∂n(x,t)/∂x=-D.∂n(x,t)/∂x

Jn(x,t) = m^-2.s^-1
D/α=m².s^-1
∂n(x,t)=m^-3
∂x=m

Question 19

Unité du Pascal ?

Answer 19

=N.m^-2
⇔ J.m^-1.m^-2
⇔ J.m^-3
⇔ kg.(m.s-1)².m^-3
⇔ kg.m².s^-2.m^-3
⇔ kg.m^-1.s^-2

Question 20

À quoi correspond la viscosité ?

Answer 20

Plus c’est visqueux plus le déplacement est difficile, plus la diffusion est difficile