24_I_G_S06_PCM_TC_2 Chimie
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Exercice sur les statistiques de peuplement.
Nous vous conseillons de passer ~9-10 minutes maximum sur cette question
On considère un gaz d'atomes dans un volume fermé en équilibre thermodynamique avec une source à la température T=250 K. Le gaz est considéré comme parfait.
Le spin des atomes du gaz a une valeur de S=0. Le niveau de plus basse énergie présente une valeur d'énergie égale à E0=0.1 eV . On considèrera que seuls les 6 niveaux les plus bas décrits dans le tableau ci-dessous contribuent au comportement des atomes du gaz, et on ne raisonnera que sur ces 6 niveaux.
| Niveau d'énergie | Energie (eV) | Degré de dégénérescence |
|---|---|---|
| E5 | 0.18 | 1 |
| E4 | 0.16 | 1 |
| E3 | 0.14 | 1 |
| E2 | 0.13 | 1 |
| E1 | 0.11 | 1 |
| E0 | 0.1 | 1 |
Vous utiliserez les approximations suivantes pour vos calculs : 1) 1 eV équivaut à 1.6x10
Le potentiel chimique des atomes est 0.03 eV.
Parmi les affirmations ci-dessous, quelles sont celles qui sont correctes?
Exercice calculatoire sur la limite de peuplement des niveaux énergétiques
Nous vous conseillons de passer au maximum 2-3 minutes sur cet exercice.
On considère 3 moles d'un gaz d'atomes dans un volume fermé en équilibre thermodynamique avec une source à la température T=300 K . Le gaz est considéré comme parfait. Le spin des atomes du gaz a une valeur de
Les niveaux d'énergies les plus bas ont donc les caractéristiques suivantes :
| Niveau d'énergie | Energie (eV) | Degré de dégénérescence |
|---|---|---|
| E2 | 0.006 | 1 |
| E1 | 0.003 | 1 |
| E0 | 0 | 1 |
Il existe une valeur d'énergie Ep...
...au-dessus de laquelle les niveaux ne sont pas peuplés.
...en dessous de laquelle les niveaux sont significativement peuplés.
La valeur de cette énergie Ep en eV est :
Vous utiliserez les approximations suivantes pour vos calculs : 1) 1 eV équivaut à 1.6e-19 J; 2) la constante de Boltzmann k=1.38e-23 J/K. Pour simplifier le calcul, on ne raisonne dans cet exercice que sur les énergies cinétiques de translation des atomes du gaz.
Notions générales sur les statistiques de peuplement.
Durée conseillée pour répondre à cette question : ~1 minute.
Cochez les phrases vraies ci-dessous.
Plusieurs réponses correctes possibles. Points positifs pour les réponses correctes choisies, points négatifs pour les réponses incorrectes choisies.
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