Quel volume occupe une mole de gaz idéal ?

Avant de répondre à cette question, il serait nécessaire de définir un gaz idéal, encore appelé « gaz parfait ». Les gaz doivent répondre à deux conditions afin d’être définis comme parfait.

  1. Pas d’interaction entre les molécules : Les interactions entre les molécules de gaz sont considérées comme des interactions élastiques, c’est-à-dire qu’il n’y a pas de transformation de l’énergie cinétique issue des mouvements de collision en une autre forme d’énergie, comme par exemple de la chaleur. Ce point est important car s’il y a agitation (collision), il y a formation d’énergie cinétique qui se transforme en chaleur et cela induit un changement de température. Cependant, dans la loi des gaz parfaits qu’on énoncera ci-après, la température doit rester fixe.
  2. Molécules sans volume : Aussi petit soit le volume à l’échelle moléculaire, ce volume peut varier lors des changements de température. Il est donc important que les molécules n’occupent aucun volume et soient donc approximées à des points.

En fait, aucun gaz n’est parfait, mais beaucoup s’en rapprochent, par exemple : les atomes d’Hélium He, Argon Ar, Xénon Xe, Radon Rn, Ne dont les électrons de la dernière couche sont appariés et ne réagissent donc pas ; ou encore le diazote N 2 ou le dioxygène O 2 . Ces derniers ont une pression partielle basse et sont donc éloignés les unes des autres.

Donc, avec la loi des gaz parfaits, une mole de gaz parfait occupe :