Ludwig Eduard Boltzmann (1844 – 1906)
Boltzmann soutenait que
Les propriétés physiques des gaz se laissaient expliquer par le modèle de molécules en mouvement rapide dans un grand vide
Encore en 1900 cette vue était contestée par de nombreux philosophes et scientifiques! Fortement déprimé Boltzmann s'est suicidé en 1906.
Provient de → puku0987
Exemple: $1 mol= 6,023\cdot 10^{-23}$ atomes d'hélium occupent N.T.P. un volume de $22,4\;dm^{3}$ $1\; atome \; He$ dispose donc N.T.P. d'un volume cubique de $\frac{22,4\cdot 10^{-3}}{6,023\cdot 10^{23}}m^3\approx 3,7\cdot 10^{-26}m^3$ On peut donc considérer que du centre de cet atome jusqu'au centre de l'atome le plus proche il existe une distance moyenne de $ (3,72\cdot 10^{-26})^{\frac{1}{3}}=1,5\cdot 10^{-7} m$ Or $1 \; atome\; He$ a un diamètre de $0,1 nm= 10^{-10}m$ Ces distances sont dans un rapport approximatif de $\frac{1,5\cdot 10^{-7}}{10^{-10}}\approx 1500 $ Dès lors, il est assez peu probable que les atomes se rencontrent mutuellement, même s'ils se déplacent très rapidement! En général:
Un gaz idéal est un gaz dont les molécules n'ont pas d'interaction réciproque. Ces molécules peuvent être assimilées à des points matériels.
On voit bien que si le nombre de molécules par unité de volume augmente (par exemple par suite d'une augmentation de pression et d'une contraction de volume) ou si leur diamètre augmente on risque bien de s'écarter des conditions idéales!
Le mouvement des molécules est soumis au hasard. Il est donc soumis aux les lois statistiques
Ainsi, si une molécule de gaz de masse $m$ subit un changement de vitesse $\Delta \vec{v}$ pendant un temps $\Delta t$, on peut dire qu'elle a subi une force moyenne $\vec{F}$ de meme direction et sens que le vecteur $\Delta \vec{v}$, telle que
Force moyenne: $\vec{F}=m\frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}$ avec: $\Delta \vec{v}$ changement de vitesse $\Delta t$ temps du changement
Comme il n'y a pas d'interactions entre molécules du gaz parfait, ces molécules ne subissent (ou n'exercent) pas de force aussi longtemps qu'elles se déplacent librement à l'intérieur du volume qu'elles occupent. Leur vitesse reste donc constante. Par contre, si elles heurtent la paroi de leur récipient, leur vitesse change et elles subissent une force ! La loi de l'action et de la réaction de Newton montre qu'à son tour la paroi doit subir une force opposée et donc une pression! C'est ce qu'on appelle la pression du gaz!