A) La loi du gaz parfait permet de calculer la quantité de matière présente dans un volume de gaz:
n = P.V / R.T
n est en mol, P en pascal, V en m3 et T en kelvin (degrés de température absolue)
Par définition le nombre de molécules dans ce gaz = n . Na
C) si nous pouvions compter les molécules dans ce volume de gaz, nous pourrions calculer Na.
Na = nombre de molécules / n
Nous ne savons pas compter les molécules dans un gaz.
Mais nous savons compter les molécules dans un liquide.
D) Voici une voie d'accès: peser un liquide et le faire passer à l'état de vapeur, mesurer son volume et connaître la quantité de matière. De sa masse, calculer le nombre de molécules.
On prend un briquet dans lequel le gaz est du butane C4H10. On le pèse: m0.
On fait sortir tout le gaz que l'on recueille sur une cuve à eau dans un gazomètre (attention au volume du gazomètre, il doit ête suffisant) . On a son volume. On cacule n nombre de moles avec la loi du gaz parfait.
On pèse le briquet vide m1. La masse de butane qui est devenue gaz = m0-m1. Le nombre de molécules = (m0-m1) / mm.
E) avec mm = masse d'une molécule = somme de la masse des protons + somme de la masse des neutrons + somme des masses des électrons. Ce calcul n'est pas parfait à cause du défaut de masse mais l'incertitude et moindre que 1%.
nombre de molécules / n = Na
C'est une première méthode !
Attention pour vider le gaz butane contenu dans le gazomètre : ce gaz est plus lourd que l'air, il coule sur la table et il est très inflammable ... Si il y a ignition, la zone qui s'enflamme est sur la table et sur les cuisses des gens assis.
