L'airbag

Exercice · niveau 2 · thermodynamique (MPSI), chapitre 2 — Gaz parfait, énergie interne et phases condensées

Énoncé

Un airbag de volume $V = 60 L$ doit être gonflé en $\approx 30 ms$ à $P = 1.0 bar$ et $T \approx 300 K$ par un gaz généré chimiquement.

Quelle quantité de matière (moles) de gaz faut-il produire ?

En quoi la rapidité de la réaction est-elle cruciale ?

Pourquoi le gaz utilisé (souvent $N_{2}$ ) doit-il être peu toxique ?

Corrigé

1. $n = \frac{P V}{R T} = \frac{1 , 0 \times 1 0 ^{5} \times 60 \times 1 0 ^{- 3}}{8 , 314 \times 300} \approx 2.4 mol$ .

2. Lors d'un choc, l'airbag doit être plein avant que la tête ne l'atteigne (quelques dizaines de $ms$ ) : la réaction (décomposition explosive d'azoture) libère les $2, 4$ moles quasi instantanément.

3. Le gaz est en contact direct avec les occupants : $N_{2}$ (composant majeur de l'air) est inoffensif, contrairement à d'autres produits de réaction qu'on neutralise.

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