PEGASUS · UNIGE — Physique générale A · semestre 1

Ch10 — Gaz dissous (équilibre liquide-gaz)

Thermodynamique du transport d'oxygène · 2ᵉ moitié de la séance 10 (02.12.2025) — dernier chapitre de M. Kunz · diapos de Jérôme Kasparian · Atkins & Jones, Principes de chimie, sujets 5A, 5B, 5D, 5H, 5J · 24 diapos, une demi-séance, 5 annales : le meilleur rapport points/heure de la physique

📊 Diapos : 24/24 mappées (10_gaz_dissous.pdf — numérotation imprimée lacunaire 1-14, 16-18, d.19 déduit, 23-25, 27-29) 🎙️ Oral : 2ᵉ moitié de la séance 10 (transcription auto en anglais, retraduite — dégradée après le d.25) 📝 Série 8 : 3/3 ✓ officiel + Python (Q10 désorption, Q11 diffusion, Q13 plongée en 10 sous-questions) 📜 Annales : 5 vraies questions (SFO 2011 module A, 2021, 2024-25 ; Med'moi 2023-24 et 2024-25) 📐 Formulaire : HR = P_p/P_sat, C = K·p, R = P_dissous/P_gaz, c(t) cas général, d = √(2D_AB t), T½ = 4ln(2)L²/(π²D)
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🐎 PEGASUS

🎯 Renseignements d'examen captés

Notions (8) → micro-notions (32)

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N1 · Équilibre liquide-gaz et pression de vapeur saturante P_sat

d.1-2
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Identité du chapitre : 24 diapos, une demi-séance, et les 3 renseignements d'examen

~6 min
📊 DIAPOS d.1
Équilibre liquide-gaz — thermodynamique du transport d'oxygène · diapos de Jérôme Kasparian, cours donné par M. Kunz, 2ᵉ moitié de la séance 10 (02.12.2025). Livre : Atkins & Jones, Principes de chimie, sujets 5A, 5B, 5D, 5H, 5J. C'est le dernier chapitre de M. Kunz : la séance 11 change de professeur et commence l'électrostatique. Numérotation imprimée lacunaire : 1-14, 16, 17, 18, puis 23, 24, 25, puis 27, 28, 29 — et la diapo « Cas général » ne porte aucun numéro (étiquetée d.19 par déduction).
🎙️ ORAL (séance 10)
« L'équilibre liquide-gaz, c'est un peu la limite de la chimie, mais c'est aussi lié à des concepts utiles en physiologie, et c'est pour cela que je voulais en discuter. » — 🎯 les trois renseignements d'examen : « il faut faire attention — s'il y a une question dans le cours, dans les exercices ou à l'examen — de bien repérer s'il s'agit de la solubilité MASSIQUE ou de la solubilité MOLAIRE » · « toutes ces formules-là sont dans le cours, du moins je l'espère, et sinon nous les ajouterons » (les cinétiques et T½ sont au formulaire) · « ce qui n'est ni dans le cours ni dans les exercices ne sera pas à l'examen, n'ayez pas peur ».
⚠️ PIÈGE
Croire que ce chapitre est « petit donc négligeable » : il ne compte que 24 diapos et une demi-séance, mais 5 vraies questions d'annales y sont recensées — c'est le meilleur rapport points/heure de toute la physique.
📝 TOMBE EN QCM
Les 5 annales du chapitre : SFO 2011 module A Q58 (point de rosée), SFO 2021 Q24 (cinétique), SFO 2024-25 Q17 (Henry), Med'moi 2023-24 K′5 et Med'moi 2024-25 K′11 (Henry). Trois sur cinq portent sur la loi de Henry.
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Pourquoi deux phases coexistent : la COHÉSION du liquide (le verre d'eau et le compartiment vide)

~7 min
📊 DIAPOS d.2
Un verre d'eau surmonté d'un compartiment vide : à l'ouverture, l'eau va occuper tout l'espace disponible comme un gaz… sauf que les molécules de l'eau liquide interagissent entre elles, entraînant une cohésion. L'eau ne peut donc pas occuper le volume de manière homogène ⇒ deux phases coexistent : liquide et gazeuse. C'est exactement le contraste avec le gaz parfait du Ch8 (aucune interaction sauf les collisions ⇒ il remplit tout).
🎙️ ORAL (séance 10)
« Si j'ouvre ma bouteille et qu'il y a du gaz dedans, le gaz ira partout dans la salle ; mais heureusement, si j'ouvre ma bouteille pour boire, je n'ai pas le liquide en pleine figure — je pense que pour vous ce serait drôle, pour moi un peu moins. Le fluide va remplir tout le volume disponible, mais pas sous forme liquide. »
⚠️ PIÈGE
Dire « le liquide ne s'évapore pas » : une partie s'évapore toujours — il s'établit un équilibre dynamique entre évaporation et condensation, et c'est cet équilibre qui fixe P_sat.
📝 TOMBE EN QCM
Question de cours de type A ou K′ (« pourquoi un liquide ne remplit-il pas tout le volume disponible ? ») ; fondement de toute la suite du chapitre.
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⭐ P_sat : la pression du gaz EN ÉQUILIBRE avec son liquide — elle dépend de T et de la substance

~8 min
📊 DIAPOS d.2-3
P (gaz en équilibre avec le liquide) = P_sat : la pression de vapeur saturante. Elle dépend de la température (fortement) et de la nature du liquide — pas du volume ni du récipient. Le d.3 précise que ce comportement « est valable pour toute matière », pas seulement pour l'eau. Repères numériques utiles : P_sat(eau) ≈ 2340 Pa à 20 °C, 4245 Pa à 30 °C, 1,013·10⁵ Pa à 100 °C (c'est la définition du point d'ébullition sous 1 atm).
🎙️ ORAL (séance 10)
« Cette pression de vapeur saturante dépend en général assez fortement de la température : par exemple sous les tropiques, où il fait plutôt chaud, c'est assez humide, alors que s'il fait beaucoup plus froid il y a nettement moins d'eau à l'état gazeux dans l'atmosphère. » — 💊 « quand j'étais jeune on avait des thermomètres à mercure, et quand ils tombaient et se cassaient c'était toujours un petit drame : il fallait ramasser vite le mercure, parce qu'à cause de cet équilibre le mercure s'évapore, et ensuite vous le respirez — et c'est très mauvais pour la santé. »
⚠️ PIÈGE
Croire que P_sat dépend de la quantité de liquide ou de la taille du récipient : non — tant qu'il reste du liquide, la pression d'équilibre est la même. C'est ce qui fait de P_sat une propriété du corps pur, tabulée en fonction de T.
📝 TOMBE EN QCM
SFO 2011 module A Q58 item C (« la pression de vapeur saturante diminue » quand T baisse : VRAI) ; toute question sur l'ébullition (d.6) et sur la buée.
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N2 · Humidité relative HR = P_p/P_sat et point de rosée

d.3-4
0/3
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⭐ HR = P_p / P_sat, exprimée en % — et pourquoi HR = 100 % signifie « saturé »

~8 min
📊 DIAPOS d.3
Si l'équilibre n'est pas atteint, la pression partielle d'eau P_p peut être différente de P_sat (et lui est toujours inférieure ou égale). On définit alors HR = P_p / P_sat, exprimée en %. HR = 100 % pour P_p = P_sat (air saturé) ; HR = 0 % s'il n'y a aucune vapeur. Exemple chiffré : à 20 °C (P_sat ≈ 2340 Pa), une pression partielle de 1200 Pa donne HR ≈ 51 % (Python ✓).
🎙️ ORAL (séance 10)
« À l'équilibre on a le liquide et le gaz à la pression P_sat, mais l'équilibre n'est pas nécessairement atteint : vous pouvez avoir une pression partielle d'eau dans l'atmosphère inférieure ou égale à P_sat, et dans ce cas vous définissez l'humidité relative comme la pression partielle divisée par la pression de saturation théorique — et elle se mesure en pourcent. […] Tous ces concepts sont vrais pour tous les fluides. »
⚠️ PIÈGE
Confondre humidité relative (un rapport, sans unité) et quantité de vapeur (P_p, en Pa) : à P_p fixée, HR change quand T change. Deux airs à HR identique mais T différentes ne contiennent pas la même quantité d'eau.
📝 TOMBE EN QCM
SFO 2011 module A Q58 (les quatre items reposent sur cette définition) ; 💊 pont clinique : humidification des gaz médicaux, BTPS = air expiré à HR 100 %.
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Lire le graphique P_sat(T) : sur la courbe = 100 %, en dessous = insaturé, au-dessus = impossible

~6 min
📊 DIAPOS d.3-4
Graphique officiel : température en abscisse, pression de vapeur saturante en ordonnée ; la courbe P_sat(T) est croissante. Un point sur la courbe ⇒ HR = 100 % · un point en dessous ⇒ HR < 100 % (air insaturé) · un point au-dessus est physiquement impossible : l'excédent condense immédiatement. C'est LA lecture qui donne toutes les réponses du chapitre sur l'humidité.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Si votre pression partielle de vapeur est sur la courbe, vous avez 100 % d'humidité ; et sans trop de surprises, si vous êtes ici, vous aurez 0 % — s'il n'y a pas de pression partielle, il y aura 0 % d'humidité relative. En général vous serez entre les deux valeurs. »
⚠️ PIÈGE
Inverser les axes, ou croire que la courbe est une droite : P_sat croît très vite (quasi exponentiellement) avec T — d'où l'air tropical bien plus humide en valeur absolue.
📝 TOMBE EN QCM
SFO 2011 module A Q58 ; toute question graphique de type « où se trouve le point de rosée ? ».
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⭐ Point de rosée : DEUX façons d'atteindre la courbe — ajouter de la vapeur, ou REFROIDIR

~9 min
📊 DIAPOS d.4
Flèche rouge — ajout d'humidité à T constante : si on ajoute plus de vapeur que P_sat, elle ne sera pas stable et condensera. Exemple officiel : on respire et on transpire dans une pièce mal aérée (buée sur les vitres). Flèche bleue — refroidissement à P_p constante : si T baisse et atteint la courbe verte, l'humidité n'est plus stable et condense. Exemple officiel : la nuit l'air refroidit et produit la rosée. Le point atteint s'appelle le point de rosée.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Si vous êtes à 0 % dans une pièce fermée et que vous respirez, vous introduisez de la vapeur, donc la pression partielle augmente, et à un moment vous atteignez 100 % d'humidité à température fixée. Que se passe-t-il au-delà ? Si vous mettez encore plus de vapeur, vous aurez de la condensation. […] Autre cas : disons 30 °C pendant la journée, et pendant la nuit la température baisse ; vous gardez la pression partielle mais vous refroidissez, vous atteignez aussi le point de saturation — et là vous créez la rosée, ce qui donne son nom à ce point. »
⚠️ PIÈGE
LE piège de l'annale SFO 2011 A58 : quand T baisse à quantité de vapeur constante, il n'y a PAS plus d'eau sous forme de vapeur — il y en a autant, voire moins une fois la condensation commencée. C'est P_sat qui diminue, donc HR qui augmente. Ne jamais confondre « HR augmente » et « il y a plus de vapeur ».
📝 TOMBE EN QCM
SFO 2011 module A Q58 : V F V V — A « HR a augmenté » VRAI, B « il y a plus d'eau sous forme de vapeur » FAUX, C « P_sat diminue » VRAI, D « gouttelettes, HR = 100 % » VRAI. 💊 Buée sur un miroir, condensation dans un circuit de respirateur.
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N3 · Ébullition : la bulle, ses deux équilibres, et le rôle de la pression ambiante

d.5-6
0/3
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Les DEUX équilibres d'une bulle : thermodynamique (P = P_sat) et mécanique (P = P_eau ≈ P_atm)

~7 min
📊 DIAPOS d.6
Équilibre d'une bulle de vapeur avec l'eau autour — deux conditions simultanées : ① thermodynamique — à l'intérieur, P = P_sat (vapeur en équilibre avec le liquide) · ② mécanique — à l'extérieur, P = P_eau ≈ P_atm, la pression hydrostatique et la tension superficielle étant négligées (mention explicite de la diapo). C'est la confrontation de ces deux pressions qui décide de tout.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Quand l'eau commence à bouillir, vous avez de petites bulles qui se forment ; cette bulle a une pression P_sat à l'intérieur, elle est entourée d'eau qui a une pression P_o, et on admet que la pression de l'eau vaut environ 1 atmosphère. »
⚠️ PIÈGE
Oublier que les deux effets négligés existent : la tension superficielle (Ch7, ΔP = 2γ/r) rend en réalité la formation d'une bulle très difficile sans site de nucléation — d'où la surchauffe de l'eau au micro-ondes. Et à 100 m de profondeur, la pression hydrostatique n'est plus du tout négligeable.
📝 TOMBE EN QCM
K′ de cours (« pour une bulle en équilibre, la pression intérieure vaut P_sat » : VRAI) ; pont avec le Ch7 (tension de surface) et le Ch5 (pression hydrostatique).
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⭐ La condition d'ébullition : P_sat < P_atm ⇒ bulle écrasée ; P_sat ≥ P_atm ⇒ elle grossit

~9 min
📊 DIAPOS d.6
P_sat < P_atm : « les bulles de vapeur d'eau qui se forment dans le liquide sont écrasées par la pression ambiante » ⇒ pas d'ébullition (seulement de l'évaporation en surface). Dès que P_sat ≥ P_atm : « les bulles ne sont plus écrasées par la pression ambiante, elles peuvent grossir : ébullition ». À 1 atm cela se produit à 100 °C — c'est la définition même du point d'ébullition, pas une propriété magique de l'eau.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Si P_sat est plus petite que la pression de l'eau, la pression de l'eau écrasera la bulle : vous ne pouvez pas former de bulles, il n'y aura pas d'ébullition. […] Sur ce diagramme, la courbe P_sat en fonction de T est une propriété de votre liquide : si vous avez une pression de 1 atmosphère, l'eau bouillira quand P_sat atteint la pression de l'eau, et vous aurez l'équilibre à 100 degrés — c'est là que l'eau bouillira. »
⚠️ PIÈGE
Penser que « bouillir = être chaud » : l'ébullition est une comparaison de deux pressions. Dans le vide, l'eau bout à température ambiante — et le sang bout à 37 °C.
📝 TOMBE EN QCM
Vote d'amphi d.5 ; 🔗 la même inégalité revient au d.29 pour l'accident de décompression (P_sat ≥ P_ext ⇒ bulles dans le sang) : c'est la connexion la plus rentable du chapitre.
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En ALTITUDE l'eau bout plus bas (et les œufs cuisent plus lentement) ; à 100 m sous l'eau, 11 bar

~8 min
📊 DIAPOS d.5-6
Vote d'amphi (d.5) : « En altitude : A. l'eau bout plus vite parce que P_atm est plus élevée · B. …parce que P_atm est plus faible · C. …parce que la température extérieure est plus faible · D. l'altitude n'a pas d'effet » ⇒ réponse B. Chaîne : altitude ⇒ P_atm ↓ ⇒ la condition P_sat ≥ P_atm est atteinte à T plus basse. Ordre de grandeur : à 3000 m, P_atm ≈ 0,70 atm ⇒ l'eau bout vers 90 °C.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Comme vous le savez tous, quand vous partez en vacances au ski, vous devez faire bouillir les œufs plus longtemps en altitude — et c'est parce que l'eau bout à une température plus basse. […] Si on parle de ce qui se passe 100 mètres sous l'eau, il faut prendre la pression locale, qui sera 11 bars, 11 atmosphères, et pas 1 atmosphère ; mais si vous cuisez vos œufs, la pression de l'eau sera de 1 atmosphère. »
⚠️ PIÈGE
Le piège de langage : « l'eau bout plus vite » est vrai (l'ébullition survient plus tôt), mais la cuisson est plus lente parce qu'elle dépend de la température, pas du bouillonnement. Le prof appelle cela « une de ces histoires qu'on raconte ». Piège inverse : la cocotte-minute monte P_atm ⇒ l'eau bout au-dessus de 100 °C ⇒ cuisson plus rapide.
📝 TOMBE EN QCM
Vote d'amphi type A ; question médicale possible sur l'autoclave (stérilisation à 121 °C sous 2 atm) et sur l'hypoxie d'altitude.
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N4 · Gaz dissous, saturation et LOI DE HENRY

d.7-10
0/5
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Gaz dissous et SATURATION : le gaz A diffuse dans le liquide B (O₂ dans le sang, CO₂ dans l'eau pétillante)

~7 min
📊 DIAPOS d.7
On ajoute un gaz A au liquide B déjà en équilibre avec sa propre vapeur : A peut diffuser dans B ⇒ gaz dissous. Les deux exemples officiels : 💊 l'oxygène dans le sang et le CO₂ dans l'eau pétillante. Une fois l'équilibre atteint, la quantité dissoute est la plus grande possible pour la pression partielle du gaz au-dessus du liquide : on a atteint la saturation. Trois populations à distinguer : la vapeur du liquide (à P_sat), le gaz A au-dessus (à P_A), et le gaz A dissous.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Il y aura une partie du gaz qui sera dans le liquide : du gaz dissous. Et évidemment, pour vous en tant que futurs médecins, un scénario important est l'oxygène dans le sang ; un autre est le CO₂ dans l'eau pétillante, dans votre coca ou dans le champagne — c'est vous qui voyez. » — et la précision : « en réalité ce n'est ni un gaz ni un liquide, c'est vraiment un gaz dissous dans un liquide ; mais on va faire comme si on pouvait le décrire de l'une ou l'autre façon. »
⚠️ PIÈGE
Croire qu'« à l'équilibre, la pression partielle du gaz dissous est plus basse que celle du gaz au-dessus » : faux — à l'équilibre elles sont égales (c'est la définition de la saturation). C'est l'item A de Med'moi 2023-24 K′5.
📝 TOMBE EN QCM
Med'moi 2023-24 K′5 item A (FAUX : à l'équilibre les deux pressions partielles sont égales) ; base de tout le reste du chapitre.
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La balance et la définition C = m_A / V_B — le dénominateur est le volume de LIQUIDE

~6 min
📊 DIAPOS d.8
Si l'on pèse le récipient pendant que le gaz se dissout, la masse augmente : la masse du gaz dissous s'ajoute à celle du liquide. D'où la définition : CAB = mAB / VB — masse de A dissous divisée par le volume du LIQUIDE B, en g/L. Variante molaire : C = nAB/VB en mol/L, avec Cmassique = M · Cmolaire.
🎙️ ORAL (séance 10)
« S'il y a une partie du gaz qui est dissoute dans le liquide, la masse va changer : ce sera la masse du liquide plus la masse du gaz. Et ce concept, on l'utilise pour définir la concentration du gaz dissous : la concentration du gaz A dissous dans le liquide B, c'est la masse de A dissoute dans B divisée par le volume de B. »
⚠️ PIÈGE
Prendre le volume du récipient ou celui du gaz au dénominateur : c'est le volume du liquide. Et surtout : une concentration n'est pas une masse — c'est exactement ce que traque SFO 2024-25 Q17.
📝 TOMBE EN QCM
SFO 2024-25 Q17 (réponse E : « on ne peut pas calculer la masse sans connaître le volume d'eau ») ; série 8 Q10 (0,5 L × 3,6 g/L = 1,8 g).
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⭐⭐ LOI DE HENRY : C_A^{B,sat} = K_A^B · P_A^gaz — une DROITE passant par l'origine

~10 min
📊 DIAPOS d.9
Énoncé officiel : la concentration de gaz A dissous à la saturation est proportionnelle à la pression partielle P_A du gaz au-dessus du liquide. CAB,saturé = KAB · PAgaz, où K est la solubilité de A dans B. Le graphique officiel porte la masse de gaz dissous en ordonnée et la pression partielle en abscisse : c'est une droite passant par l'origine, de pente K. Application immédiate : K(CO₂, 20 °C) = 1,6 g/L/atm et p = 0,2 atm ⇒ C = 0,32 g/L.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Si vous avez la pression partielle, il y aura une relation entre la masse de gaz dissous et la pression partielle du gaz, et la pente est donnée par ce coefficient, qui est la solubilité de A dans B. »
⚠️ PIÈGE
Le piège de Dalton : Henry s'applique gaz par gaz, avec la pression partielle de ce gaz-là. Ajouter un autre gaz au-dessus du liquide augmente la pression totale mais ne change rien à la concentration du premier. Second piège : la solubilité est intensive — elle ne dépend pas du volume de liquide.
📝 TOMBE EN QCM
SFO 2024-25 Q17 · Med'moi 2023-24 K′5 items C et D · Med'moi 2024-25 K′11 items A, C et D · vote d'amphi d.10 · série 8 Q10. C'est la micro-notion la plus rentable du chapitre.
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⭐ MASSIQUE (g/L/atm) ou MOLAIRE (mol/L/atm) ? — et la constante de Henry k = 1/K

~8 min
📊 DIAPOS d.9
Solubilité massique : en g·litre⁻¹·atm⁻¹, si C est la concentration massique (g/L). Solubilité molaire : en mol·litre⁻¹·atm⁻¹, si C est la concentration molaire (mol/L). Les deux tables du d.11 donnent les deux ; leur rapport est la masse molaire : K_massique = M · K_molaire. Note « !! » en bas de diapo : on définit aussi la constante de Henry k = 1/K_A (cf. cours de chimie) — c'est l'INVERSE de la solubilité.
🎙️ ORAL (séance 10)
🎯 renseignement d'examen : « il faut faire attention, s'il y a une question dans le cours, dans les exercices ou à l'examen, de bien repérer s'il s'agit de la solubilité massique ou molaire — nous n'allons pas l'utiliser, mais en chimie les chimistes définissent une constante de Henry, k, qui vaut 1 sur K. C'est juste pour vous compliquer la vie… non : c'est parce que dans certains contextes l'une est plus pratique que l'autre. »
⚠️ PIÈGE
Mélanger les deux tables (utiliser 1,6 g/L/atm là où il faut 36·10⁻³ mol/L/atm) ; et surtout confondre K (solubilité) et k (constante de Henry) : elles sont inverses l'une de l'autre. Un k grand = un gaz peu soluble.
📝 TOMBE EN QCM
Piège de forme classique en K′ (« la constante de Henry augmente avec la solubilité » : FAUX) ; contrôle d'unités dans S = K·V_M (d.14), qui n'a de sens qu'avec K molaire.
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Le vote d'amphi « comment ne pas dégazer » : air comprimé NON, cuiller NON, refermer OUI, CO₂ pur OUI

~8 min
📊 DIAPOS d.10
Énoncé officiel : « 1. Pour éviter à l'eau minérale de dégazer, je pourrais remplir le haut de la bouteille d'air comprimé · 2. Une cuiller dans le goulot du champagne évitera le dégazage » ⇒ les deux sont FAUSSES. Ce qui marche : refermer la bouteille (le CO₂ qui sort reste et maintient p(CO₂)) et injecter du CO₂ pur au-dessus du liquide.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Le petit problème, c'est que la concentration de CO₂ dans l'eau, c'est la solubilité fois la pression de CO₂ ; donc si vous pompez de l'air comprimé, la seule chose qui compte vraiment est la pression partielle de CO₂ — et il n'y a que quelques centaines de ppm dans l'air : votre bouteille explosera avant que vous n'ayez augmenté la pression partielle de CO₂. […] Fermer la bouteille aide certainement. […] Si vous pompez du CO₂ en haut de la bouteille, dans ce cas ça marche. »
⚠️ PIÈGE
Répondre « oui » à l'air comprimé parce que « la pression augmente » : c'est la pression PARTIELLE de CO₂ qui compte, et l'air n'en contient presque pas. Le réflexe à installer : devant toute question de dégazage, se demander « qu'arrive-t-il à p(CE gaz-là) ? ».
📝 TOMBE EN QCM
Vote d'amphi K′ ; recyclé quasi mot pour mot dans SFO 2021 Q24 item C (« augmenter la pression de l'air ambiant » : FAUX) et dans Med'moi 2023-24 K′5 item C (« ajouter de l'azote » : FAUX).
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N5 · Solubilité et température : les deux tables officielles

d.11-12
0/4
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⭐ K DIMINUE quand T augmente — comportement INVERSE à celui des solides

~7 min
📊 DIAPOS d.11
« La solubilité des gaz dans un liquide diminue beaucoup lorsque la température augmente : on dégaze l'eau en la faisant bouillir. » Attention (mention explicite de la diapo) : « comportement inverse à la dissolution des solides ! » Le sucre se dissout mieux dans l'eau chaude, l'oxygène non. Chiffre-repère : l'O₂ est 2,3 fois plus soluble à 0 °C qu'à 40 °C (70·10⁻³ contre 30·10⁻³ g/L/atm — Python ✓).
🎙️ ORAL (séance 10)
« Le coefficient K dépend aussi de la température, et en fait assez fortement : si la température augmente, la solubilité diminue. » 💊 « Regardez la solubilité de l'oxygène dans l'eau : elle est bien plus grande si l'eau est froide, et c'est pourquoi, pour les poissons, si l'eau est trop chaude ils ne peuvent plus respirer, parce qu'il n'y a plus assez d'oxygène dans l'eau. C'est aussi une des raisons pour lesquelles les centrales nucléaires qui refroidissent avec l'eau d'une rivière ne peuvent pas trop la réchauffer en été. »
⚠️ PIÈGE
Appliquer le réflexe « chauffer = mieux dissoudre » (vrai pour les solides) aux gaz : c'est exactement le distracteur A de SFO 2021 Q24. Autre confusion : chauffer accélère la cinétique mais diminue la quantité à l'équilibre — deux choses différentes.
📝 TOMBE EN QCM
SFO 2021 Q24 item A (« chauffer » : FAUX) · Med'moi 2023-24 K′5 item B (« la concentration dépend de la température » : VRAI) · Med'moi 2024-25 K′11 item B (« T ↑ ⇒ solubilité ↓ » : VRAI). Trois annales sur cette seule ligne.
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La table MASSIQUE (g·L⁻¹·atm⁻¹) — N₂, O₂ et CO₂ de 0 à 40 °C

~8 min
📊 DIAPOS d.11
Solubilité massique, en g·litre⁻¹·atm⁻¹ :
0 °C — N₂ 28·10⁻³ · O₂ 70·10⁻³ · CO₂ 3,1
10 °C — N₂ 22·10⁻³ · O₂ 54·10⁻³ · CO₂ 2,2
20 °C — N₂ 17·10⁻³ · O₂ 43·10⁻³ · CO₂ 1,6
30 °C — N₂ 15·10⁻³ · O₂ 36·10⁻³ · CO₂ 1,2
40 °C — N₂ 14·10⁻³ · O₂ 30·10⁻³ · CO₂ 1
🎙️ ORAL (séance 10)
« Ici vous avez la version massique et la version molaire. […] Le point que je n'ai pas encore mentionné : pour l'azote et l'oxygène la solubilité est plutôt de l'ordre de 10⁻³ — avec la version molaire c'est un peu moins clair, en version massique c'est plus net. »
⚠️ PIÈGE
Lire une valeur dans la mauvaise colonne ou à la mauvaise température. Repère de sécurité : dans la table massique, le CO₂ est le seul dont les valeurs sont de l'ordre de l'unité (3,1 à 1) — les deux autres sont en 10⁻³.
📝 TOMBE EN QCM
SFO 2024-25 Q17 (1,6 g/L à 20 °C, valeur exacte de la table) ; série 8 Q10 (3,1 à 0 °C et 1,1 à 37 °C, l'énoncé prolongeant la table) ; vote d'amphi d.12.
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La table MOLAIRE (mol·L⁻¹·atm⁻¹) — et le contrôle croisé K_massique = M · K_molaire

~8 min
📊 DIAPOS d.11
Solubilité molaire, en mol·litre⁻¹·atm⁻¹ :
0 °C — N₂ 1,0·10⁻³ · O₂ 2,2·10⁻³ · CO₂ 70·10⁻³
10 °C — N₂ 0,78·10⁻³ · O₂ 1,7·10⁻³ · CO₂ 49·10⁻³
20 °C — N₂ 0,61·10⁻³ · O₂ 1,3·10⁻³ · CO₂ 36·10⁻³
30 °C — N₂ 0,53·10⁻³ · O₂ 1,1·10⁻³ · CO₂ 27·10⁻³
40 °C — N₂ 0,49·10⁻³ · O₂ 0,94·10⁻³ · CO₂ 22·10⁻³
Contrôle Python : N₂ 1,0·10⁻³ × 28 = 28·10⁻³ ✓ · O₂ 2,2·10⁻³ × 32 = 70·10⁻³ ✓ · CO₂ 70·10⁻³ × 44 = 3,1 ✓ — les deux tables sont cohérentes à moins de 9 % sur les 15 couples.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Vous pouvez avoir la même loi si vous n'utilisez pas la concentration massique mais si vous faites tout en molaire : vous obtenez les mêmes symboles, sauf que là vous avez le nombre de moles divisé par le volume, et les unités sont des moles par litre par atmosphère. »
⚠️ PIÈGE
Se dire « il faut apprendre 30 nombres » : non — il suffit d'en retenir une seule ligne (20 °C) et de savoir que K_massique = M · K_molaire pour reconstruire l'autre table, et que tout décroît quand T monte.
📝 TOMBE EN QCM
Toute question qui donne la solubilité molaire et demande une masse (ou l'inverse) ; nécessaire pour S = K_molaire · V_M (d.14) et pour vérifier les 0,025 L/L/atm du d.16.
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⭐ L'ordre CO₂ ≫ O₂ > N₂ (×37 et ×94 à 20 °C) — et le vote « eau gazeuse à l'azote » (FAUX)

~7 min
📊 DIAPOS d.11-12
Les rapports à 20 °C (Python ✓) : CO₂/O₂ = 1,6/43·10⁻³ ≈ 37 · CO₂/N₂ = 1,6/17·10⁻³ ≈ 94. C'est la raison pour laquelle on gazéifie au CO₂. Vote d'amphi d.12 : « on pourrait faire de l'eau gazeuse avec de l'azote au lieu du gaz carbonique : A. Vrai · B. Faux » ⇒ B, Faux — on dissoudrait 94 fois moins de gaz, donc pratiquement aucune bulle.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Le cas du CO₂ est bien plus grand que la solubilité de l'azote ou de l'oxygène ; c'est pourquoi on utilise le dioxyde de carbone : il a une solubilité beaucoup plus élevée, donc vous pouvez mettre beaucoup plus de CO₂ dans votre coca, et c'est bien plus satisfaisant quand vous ouvrez la bouteille et qu'il y a des bulles. Et vous avez parfaitement raison quand vous dites qu'avec de l'azote ça ne marchera pas aussi bien. »
⚠️ PIÈGE
Répondre « l'azote serait moins cher » : c'est vrai (un étudiant l'a proposé) mais ce n'est pas la raison physique demandée. Autre piège : une faible solubilité peut être compensée par une forte pression partielle — c'est exactement ce qui arrive à l'azote chez le plongeur (d.28).
📝 TOMBE EN QCM
Vote d'amphi type A ; Med'moi 2024-25 K′11 item D (« un gaz moins soluble ⇒ plus de gaz dissous » : FAUX) ; 💊 explique aussi pourquoi le CO₂ diffuse et se transporte bien mieux que l'O₂ dans le sang.
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N6 · « Volume » de gaz dissous, solubilité volumique et 💊 O₂ dans le sang

d.13-14, 16
0/4
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⭐ V_A^{B,sat} = n · V_M avec V_M = 22,4 L/mol (CNTP) ou 25,4 L/mol (BTPS) — une quantité THÉORIQUE

~9 min
📊 DIAPOS d.13
« Dans la vie courante ou en physiologie, on caractérise une quantité de gaz par son volume » (dans des conditions à préciser). Pour un gaz dissous, c'est le volume prélevé dans la phase gazeuse pour être dissous dans V_B : VAB,saturé = nAB,saturé · RT/P = n · V_M. V_M = 22,4 L/mol aux CNTP (0 °C, 1 atm) et 25,4 L/mol en BTPS (37 °C, 1 atm) — Python : 8,314 × 273,15/1,013·10⁵ = 22,4 ✓ et 8,314 × 310,15/1,013·10⁵ = 25,4 ✓.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Ce serait le volume du gaz si nous le sortions de la solution : s'il y a une certaine quantité de gaz A dissoute dans le liquide B, et que je la sortais et la gardais dans certaines conditions, et que je mesurais son volume, c'est ce volume-là que nous voulons. C'est donc une quantité purement théorique, utilisée pour caractériser la quantité de gaz : ce n'est pas le volume du gaz dissous. »
⚠️ PIÈGE
Croire que le gaz dissous « occupe » ce volume dans le liquide : non, il n'occupe presque rien — c'est un volume équivalent, mesuré une fois le gaz ressorti, dans des conditions données. Second piège : utiliser 22,4 là où l'énoncé impose 25,4 (37 °C).
📝 TOMBE EN QCM
Série 8 Q10 (dernière étape : n = 1,25/44 = 2,84·10⁻² mol puis V = n × 25,4 = 0,72 L) ; toute question de physiologie exprimée en mL de gaz.
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⭐ Solubilité volumique : V_A^B/V_B = S · P_A avec S = K_MOLAIRE · V_M

~9 min
📊 DIAPOS d.14
VAB,saturé / VB = SAB · PAgaz (unité : litre·litre⁻¹·atm⁻¹). Démonstration officielle en trois substitutions : ① S = V_A/(V_B·P_A) · ② on remplace V_A par n_A·V_M · ③ on remplace n_A par la loi de Henry molaire K·P_A·V_B ⇒ P_A et V_B se simplifient ⇒ SAB = KAB · V_M, où K est la solubilité MOLAIRE.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Je remplace V_A dans B par cette définition, n_A^B fois le volume molaire divisé par V_B ; maintenant je remplace n_A par la loi de Henry, K_A^B fois P_A^gaz fois V_B… Maintenant vous voyez que vous avez P_A^gaz et V_B des deux côtés : la relation entre la solubilité volumique et la solubilité molaire, c'est simplement le volume molaire. » — et : « la pression du gaz dissous est souvent appelée, en physiologie, la pression partielle du gaz. »
⚠️ PIÈGE
Utiliser la solubilité massique dans S = K·V_M. Le contrôle d'unités tranche : (mol/L/atm) × (L/mol) = 1/atm ✓ ; (g/L/atm) × (L/mol) donnerait des g·mol⁻¹·atm⁻¹, ce qui n'a aucun sens.
📝 TOMBE EN QCM
Nécessaire pour vérifier le 0,025 L/L/atm du d.16 (0,94·10⁻³ × 25,4 = 0,024 ✓) ; question de cours possible sur l'unité de S.
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⭐💊 O₂ dans le sang : 0,025 × 0,2 = 5 mL/L ⇒ 30 mL/min… contre 300 nécessaires (10× trop peu)

~10 min
📊 DIAPOS d.16
Données officielles : on assimile le sang à de l'eau ; S(O₂, 37 °C) = 0,025 litre dissous/litre de sang/atm et p(O₂) alvéolaire = 0,2 atm. ① V/V_sang = 0,025 × 0,2 = 5·10⁻³ L/L = 5 mL d'O₂ par litre de sang. ② Débit sanguin 6 L/min ⇒ 5 × 6 = 30 mL/min transportés en dissous. ③ Le métabolisme nécessite 300 mL/min ⇒ il y a 10 fois trop peu d'O₂ dissous (Python ✓).
🎙️ ORAL (séance 10)
« C'est la capacité du sang à transporter l'oxygène dans notre corps. Le problème, c'est qu'il nous en faut beaucoup plus : un être humain a besoin d'environ 300 millilitres par minute, donc 10 fois plus — et c'est là qu'on réalise qu'on est tous morts, parce que ce n'est pas suffisant. La nature a donc dû inventer une autre façon. »
⚠️ PIÈGE
Oublier une étape de la chaîne (la plus fréquente : ne pas multiplier par le débit) ou confondre 5 mL/L (une concentration) avec 30 mL/min (un flux). Écart connu : la table du d.11 donne S = 0,024 et non 0,025 — 4 % d'écart, c'est la valeur 0,025 de la diapo qui sert dans les calculs.
📝 TOMBE EN QCM
Question de type A « combien de mL d'O₂ transporte un litre de sang ? » ; toutes les variantes v2/v3 changent le débit ou la p(O₂) (altitude, oxygénothérapie).
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⭐💊 98 % de l'O₂ est fixé sur l'hémoglobine — et l'O₂ fixé NE contribue PAS à la pression partielle

~9 min
📊 DIAPOS d.16, 25
« En réalité, 98 % de l'oxygène est fixé sur l'hémoglobine ; n'étant pas dissous dans le sang, cet oxygène est transporté “en plus” » (d.16). Et, phrase-clé du d.25 : « les molécules d'O₂ fixées par l'hémoglobine ne contribuent pas à la pression partielle » ⇒ l'hémoglobine agit comme un puits qui maintient le gradient et permet de charger bien plus d'O₂ que la seule solubilité ne l'autoriserait.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Nous avons de l'hémoglobine dans le sang, et la grande majorité de l'oxygène de notre sang est fixée sur l'hémoglobine. […] Il faut tout de même être capable de transmettre l'oxygène de l'air vers l'hémoglobine, donc toutes ces questions de solubilité restent pertinentes ; mais vous voyez aussi que si quelque chose bloque votre hémoglobine, vous aurez un problème, parce que vous ne pourrez pas transmettre assez d'oxygène — sans globules rouges, on ne peut pas vivre. »
⚠️ PIÈGE
Croire que l'O₂ fixé sur l'hémoglobine « compte » dans p(O₂) : non, et c'est justement ce qui rend le transport efficace. Conséquence clinique : dans l'intoxication au CO ou l'anémie sévère, la p(O₂) artérielle reste normale alors que le contenu en O₂ s'effondre — d'où l'inutilité de la saturation pulsée classique dans l'intoxication au CO.
📝 TOMBE EN QCM
K′ médicale très probable (« l'oxygène fixé sur l'hémoglobine contribue à la pression partielle d'O₂ » : FAUX) ; explique le plateau de la courbe du d.25.
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N7 · Cinétiques de dissolution, de désorption et cas général (T½)

d.17-19
0/4
⬜

⭐ Dissolution : C(t) = C_sat(1 − e^(−ln2·t/T½)) — 50 % à T½, 75 % à 2T½, 87,5 % à 3T½

~9 min
📊 DIAPOS d.17
La loi de Henry donne la concentration à l'équilibre ; la dissolution prend du temps. Modèle officiel : c(t) = csaturé · (1 − e−ln2 · t/T1/2). Définition officielle de T½ : « le temps nécessaire pour réduire de moitié l'écart à la saturation : on a fait la moitié du chemin à T½, puis les ¾ à 2 T½, etc. » Valeurs (Python ✓) : 50 % · 75 % · 87,5 % · 93,75 % à 1, 2, 3, 4 T½. Le graphique officiel est tracé avec T½ = 20 min.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Il faut un certain temps T½ pour atteindre la moitié de la saturation, puis pour avoir la moitié de la moitié restante il faut encore le même temps… et c'est une loi exponentielle. Le ln 2 est uniquement là pour que le temps qui apparaît soit vraiment le temps T½. »
⚠️ PIÈGE
Oublier le ln 2 dans l'exponentielle (on retomberait sur une constante de temps τ = T½/ln2, différente) ; ou croire qu'après 2 T½ on est à 100 % : on n'y est jamais exactement, c'est une asymptote.
📝 TOMBE EN QCM
Série 8 Q11 item A (« après un T½, la concentration a atteint la moitié de l'écart » : VRAI) ; série 8 Q13 B (lecture de T½ sur un graphique) ; même forme mathématique que la décroissance radioactive (Ch21).
⬜

⭐ Désorption : C(t) = C_sat · e^(−ln2·t/T½) — il RESTE 50 % à T½, 25 % à 2T½

~8 min
📊 DIAPOS d.18
Si l'on supprime le gaz A au-dessus du liquide, sa pression partielle est nulle, donc Henry impose csaturé = 0 : le gaz dissous doit quitter le liquide, c'est la désorption. c(t) = csaturé · e−ln2 · t/T1/2. Il reste 50 % à T½, 25 % à 2T½, 12,5 % à 3T½. Propriété élégante : dissolution(t) + désorption(t) = 1 à chaque instant pour un même T½.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Le mécanisme opposé, c'est quand vous ouvrez une bouteille d'eau pétillante : il y a du CO₂ dans la bouteille, mais pas dans l'air ambiant. Vous avez une courbe qui part de la saturation, qui part de l'équilibre mais qui décroît : à T½ vous perdez la moitié du gaz dissous, et après 2 T½ vous avez encore perdu la moitié de ce qui restait. »
⚠️ PIÈGE
Confondre « il reste la moitié » (désorption) et « on a fait la moitié du chemin » (dissolution) : les deux disent « moitié » mais dans des sens opposés. Toujours se demander vers quelle valeur on tend (0 ou c_sat).
📝 TOMBE EN QCM
Série 8 Q10 (intitulée « QCM A, Désorption ») ; 💊 élimination d'un gaz anesthésique après arrêt ; désaturation du plongeur (d.28).
⬜

⭐⭐ Cas général C(t) = C_i + (C_f − C_i)(1 − e^…) — la MOITIÉ DE L'ÉCART, jamais la moitié de la valeur finale

~10 min
📊 DIAPOS d.19 (numéro déduit, la diapo n'en porte aucun)
« Si l'on change la pression partielle du gaz au-dessus du liquide, la concentration évoluera de c_i = K·P_i vers c_f = K·P_f » selon c(t) = ci + (cf − ci) · (1 − e−ln2 · t/T1/2). « On retrouve les deux cas limites précédents si on prend la concentration initiale ou finale nulle. » Méthode en 4 pas : ① repérer c_i ② calculer c_f = K·P_f ③ écrire l'écart ④ multiplier l'écart par (1 − e^…) et rajouter c_i.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Dans le cas général vous pouvez combiner les deux formules, et la version combinée est là ; vous pouvez facilement vérifier que dans les deux cas limites que nous avions, on retrouve la bonne réponse. » (le prof passe vite : « je n'ai pas le temps de finir avant votre prochain cours ») — écart déclaré : cette diapo ne porte aucun numéro imprimé, elle est étiquetée d.19 par position.
⚠️ PIÈGE
LE piège du chapitre, signalé par le corrigé officiel lui-même : « la moitié de la pression de saturation ½P_sat est différente de la moitié de la saturation (la moitié du chemin) ». De 0,8 à 3,2 atm, à T½ on est à 2,0 atm et surtout pas à 1,6 atm.
📝 TOMBE EN QCM
Série 8 Q11 item A · série 8 Q13 B et E (les deux questions les plus piégeuses de la série) · toute variante v2/v3 qui part d'une concentration non nulle.
⬜

La méthode complète sur la série 8 Q10 : 1,8 g − 0,55 g = 1,25 g ⇒ 0,72 L (et la donnée INUTILE)

~9 min
📊 DIAPOS d.13, 17-19
Énoncé : 0,5 L de soda à 3,6 g/L, avalé ; dans l'estomac à 37 °C sous 1 atm de CO₂ pur ; K(37 °C) = 1,1 g/L/atm ; V_M(37 °C) = 25,4 L/mol ; M = 44 g/mol. ① Ingéré : 0,5 × 3,6 = 1,8 g · ② Reste dissous (Henry) : 0,5 × 1,1 × 1 = 0,55 g · ③ Sort : 1,8 − 0,55 = 1,25 g · ④ En moles : 1,25/44 = 2,84·10⁻² mol · ⑤ En volume : × 25,4 = 0,72 L ⇒ réponse C (✓ officiel + Python).
🎙️ ORAL (séance 10)
Pas de commentaire oral de cet exercice (il est traité en répétitoire) ; mais la méthode est exactement celle du d.18 (désorption) suivie du d.13 (volume de gaz dissous). Le prof insiste ailleurs : « il faut faire attention de bien repérer s'il s'agit de la solubilité massique ou molaire » — ici c'est la massique (g/L/atm), d'où le passage par M = 44 g/mol.
⚠️ PIÈGE
Deux pièges : la personne ne boit que la moitié du litre (0,5 L, pas 1 L) ; et K(0 °C) = 3,1 g/L/atm est une DONNÉE INUTILE — comme au vrai SFO. Troisième piège : oublier de retrancher les 0,55 g qui restent dissous (on trouverait 1,04 L).
📝 TOMBE EN QCM
Série 8 Q10 (réponse C = 0,72 L) ; le format « donnée inutile » est un marqueur d'énoncé SFO, à repérer systématiquement.
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N8 · Diffusion : mouvement brownien, T½ = 4ln2·L²/(π²D) et 💊 applications

d.23-29
0/6
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⭐ d_eff = √(2 D_AB t) et v_eff = 2D_AB/d_eff — « la diffusion est LENTE sur de grandes distances »

~9 min
📊 DIAPOS d.23
« La lenteur de la diffusion provient du mouvement aléatoire des molécules dans le solvant : segments de longueurs et d'orientations aléatoires, selon les collisions. » deff = √(2 DAB t) — proportionnelle à la racine carrée du temps · veff = deff/t = 2 DAB/deff ⇒ v diminue quand d_eff augmente ⇒ conclusion imprimée : « la diffusion est lente pour de grandes distances ». Chiffre-clé : D = 10⁻⁹ m²/s et t = 1000 s ⇒ d = 1,4 mm (Python ✓).
🎙️ ORAL (séance 10)
« La distance efficace parcourue n'est pas simplement la vitesse fois le temps : elle croît comme la racine carrée du temps. […] Si vous associez une vitesse efficace, elle varie à l'inverse du chemin parcouru : plus vous devez aller loin, plus vous avancez lentement. La diffusion est donc lente pour les longues distances ; à l'inverse, si vous voulez une diffusion rapide, il faut de petits objets. »
⚠️ PIÈGE
Écrire d = v·t : faux, la marche au hasard n'a pas de vitesse constante. Conséquence chiffrée : aller 10 fois plus loin coûte 100 fois plus de temps. 💊 C'est la raison d'être du système circulatoire — au-delà de ≈ 100-200 µm, la diffusion seule ne suffit plus.
📝 TOMBE EN QCM
Série 8 Q11 item C (« au bout de 1000 s, la distance est de l'ordre du micromètre » : FAUX, c'est le millimètre) — le calcul le plus rentable du chapitre.
⬜

⭐ T½ = 4 ln(2) L² / (π² D) : L×2 ⇒ ×4, L×3 ⇒ ×9, D×2 ⇒ ÷2

~10 min
📊 DIAPOS d.24
« Le temps nécessaire pour qu'un gaz diffuse à travers une épaisseur L » s'obtient en posant L = √(2Dt) ⇒ t = L²/(2D). Formule officielle du formulaire PGA : T1/2 = 4 ln(2) L² / (π² D) (préfacteur 4ln2/π² = 0,281). « L'équilibre est atteint plus rapidement si le liquide est peu profond ou la paroi peu épaisse. » Rapports : L×2 ⇒ T½ ×4 · L×3 ⇒ ×9 · L×10 ⇒ ×100 · D×2 ⇒ T½ ÷2.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Sans trop de surprises ça va comme L au carré, et c'est proportionnel à T½. La formule, je l'ai simplement recopiée en bas parce qu'elle n'est pas très instructive : plus le coefficient de diffusion est grand, plus votre T½ est petit ; mais plus l'objet est grand, plus le T½ augmente — au carré. Si vous avez une distance deux fois plus grande à parcourir, le T½ sera quatre fois plus grand. »
⚠️ PIÈGE
Confondre les deux temps : t = L²/(2D) (traversée « brute ») et T½ = 0,281 L²/D (demi-temps du modèle exponentiel). Les deux sont ∝ L²/D mais c'est T½ qui entre dans les exponentielles. Autre piège : oublier le carré et raisonner en proportionnalité simple.
📝 TOMBE EN QCM
Série 8 Q11 items B et D (L×3 ⇒ T½×9 : VRAI ; D plus grand ⇒ plus rapide : VRAI) · SFO 2021 Q24 (mélanger raccourcit L ⇒ gain quadratique : c'est la bonne réponse B).
⬜

⭐💊 Alvéole : paroi de 0,5 µm ⇒ équilibre en 0,25 s sur 0,75 s de transit (réserve ×3)

~9 min
📊 DIAPOS d.25
Texte officiel : « paroi de l'alvéole très fine (0,5 µm) ⇒ diffusion rapide (0,25 s) ; les pressions partielles d'O₂ s'équilibrent entre l'alvéole et le sang ». Ordres de grandeur physiologiques : p(O₂) passe de 40 mmHg (sang veineux) à 100 mmHg (alvéolaire) ; le temps de transit d'un globule rouge dans le capillaire est de 0,75 s au repos ⇒ l'équilibre est atteint au tiers du trajet, ce qui laisse une réserve de sécurité précieuse à l'effort (le transit se raccourcit).
🎙️ ORAL (séance 10)
« Ce que la nature a fait, c'est que la paroi d'une alvéole est très fine, de l'ordre de 0,5 micromètre, ce qui permet une diffusion efficace à travers cette paroi ; si vous avez du sang veineux, vous pouvez rapidement atteindre la saturation en oxygène, et vous avez donc assez de temps pour remplir l'hémoglobine. » Écart déclaré : la transcription automatique écrit « 25 secondes » là où la diapo écrit 0,25 s.
⚠️ PIÈGE
Écart déclaré : les 0,25 s sont le temps d'équilibration le long du capillaire, pas le T½ de traversée de la paroi. Avec D(O₂) ≈ 2·10⁻⁹ m²/s et L = 0,5 µm, la formule du d.24 donne 3,5·10⁻⁵ s : la traversée de la paroi est quasi instantanée ; ce sont les 0,25 s qui comptent physiologiquement.
📝 TOMBE EN QCM
Question médicale de type A sur les 0,5 µm et les 0,25 s ; explique aussi pourquoi l'hypoxémie du bloc alvéolo-capillaire apparaît d'abord à l'effort.
⬜

💊 Fibrose et œdème interstitiel : la paroi s'épaissit ⇒ T½ ∝ L² ⇒ la diffusion ralentit FORTEMENT

~7 min
📊 DIAPOS d.25
Texte officiel : « fibrose, œdème interstitiel : la paroi de l'alvéole s'épaissit ⇒ la diffusion ralentit fortement ». Le mot « fortement » vient du carré : doubler l'épaisseur quadruple le temps d'équilibration. Si celui-ci dépasse le temps de transit (0,75 s au repos, moins à l'effort), l'équilibre n'est plus atteint ⇒ hypoxémie, d'abord à l'effort puis au repos. C'est le mécanisme du bloc alvéolo-capillaire.
🎙️ ORAL (séance 10)
« Mais si quelque chose rend votre paroi plus épaisse — une fibrose ou quelque chose comme cela — vous pouvez avoir des problèmes de transmission, d'absorption de l'O₂ ; et dans ce cas vous ne pouvez pas absorber assez d'oxygène. »
⚠️ PIÈGE
Croire que l'épaississement gêne « un peu » : la dépendance est quadratique. Autre subtilité : le CO₂ étant ≈ 20 fois plus diffusible, un trouble de diffusion donne une hypoxémie sans hypercapnie — signature clinique classique.
📝 TOMBE EN QCM
K′ médicale (« un épaississement de la paroi alvéolaire double le temps d'équilibration » : FAUX, il le quadruple) ; pont direct entre le d.24 et la clinique.
⬜

⭐💊 Tissus : D varie peu, L = distance au capillaire ⇒ T½ dépend surtout de la VASCULARISATION

~9 min
📊 DIAPOS d.27
Rappel en tête de diapo : T1/2 = 4 ln(2) L²/(π² D) — « la période caractéristique dépend beaucoup du tissu ». D : coefficient de diffusion de l'azote dans le tissu, varie peu · L : distance de diffusion = distance au vaisseau sanguin le plus proche ⇒ « T½ dépend surtout de la vascularisation ». Périodes officielles : sang 2,5 min · cerveau 5 min · moelle épinière 10 min · peau 40 min · muscles 120 min · articulations 480 min (facteur 192 entre les extrêmes).
🎙️ ORAL (séance 10)
Aucune couverture orale : la transcription automatique se dégrade en une longue suite de « ok » juste après l'exemple alvéolo-capillaire, au moment précis où le prof annonce « il y a aussi un autre contexte où c'est important, par exemple si vous plongez ». Les d.27, 28 et 29 sont travaillés à partir du support officiel et du corrigé complet de la série 8 Q13 — écart déclaré.
⚠️ PIÈGE
Croire que c'est la « nature » du tissu qui fixe T½ : c'est la distance au capillaire. Comme T½ ∝ L², un T½ 64 fois plus grand correspond à une distance seulement 8 fois plus grande. Et un tissu lent est lent dans les deux sens : il charge lentement et décharge lentement.
📝 TOMBE EN QCM
Série 8 Q13 A-B (identifier cerveau/peau et lire T½ = 5 et 40 min) ; 💊 les tissus lents (articulations, tendons) donnent les « bends » de l'accident de décompression.
⬜

⭐💊 Plongée : R = P_dissous/P_gaz, remontée = sursaturation, et P_sat ≥ P_ext ⇒ bulles DANS LE SANG

~10 min
📊 DIAPOS d.28-29
À 40 m : ρgh = 4 bar + 1 bar ⇒ le détendeur fournit 5 bar (1 O₂ + 4 N₂). Remontée lente (par rapport à T½) : les concentrations s'équilibrent pendant la montée. Remontée rapide : la pression ambiante chute plus vite que le tissu ne dégaze ⇒ sursaturation. « Dès que P_sat ≥ P_ext, les bulles qui commencent à se former ne sont plus écrasées : comme dans le cas de l'ébullition, des bulles peuvent se développer » — « c'est ce qui se passe quand on ouvre une bouteille d'eau gazeuse ». Conséquence : « les bulles de gaz dans le sang peuvent bloquer des vaisseaux sanguins, empêchant des organes vitaux (cerveau…) d'être alimentés ». Coefficient de saturation R = P_N₂^tissu/P_N₂^gaz : R < 1 en descente, R = 1 à l'équilibre TOUJOURS, R > 1 en remontée.
🎙️ ORAL (séance 10)
Aucune couverture orale (voir l'écart du d.27). Le contenu est établi à partir du support officiel et du corrigé complet de la série 8 Q13, qui traite les dix sous-questions A à J.
⚠️ PIÈGE
Croire que R peut dépasser 1 pendant la descente : le corrigé officiel répond « Jamais ! » — le tissu court après le gaz, il ne le dépasse pas. Autre piège : oublier de diviser par 0,80 pour passer de p(N₂) à la pression absolue, ou de retrancher 1 atm avant de diviser par ρg.
📝 TOMBE EN QCM
Série 8 Q13 C à J : 30 m · narcose oui (3,2 > 3 atm) · R = 2/3,2 = 0,625 après 10 min · R = 1 à l'équilibre · R = 2 jamais en descente · la remontée est la phase dangereuse · risque au-delà de 10 m. 💊 Traitement : caisson hyperbare (on remonte P_ext) + O₂ pur (désorption accélérée de N₂).

📝 Série 8 — les 3 exercices « gaz dissous » résolus en entier (✓ corrigé officiel + Python, concordance 3/3)

⬜

Série 8 Q10 (A) · Désorption : le volume de CO₂ libéré dans l'estomac

Réponse : C — 0,72 litre · ✓ officiel + Python
Énoncé : 0,5 L d'un soda à 3,6 g/L de CO₂ bu à 0 °C ; dans l'estomac à 37 °C sous 1 atm de CO₂ pur. Données : K(0 °C) = 3,1 g/L/atm, K(37 °C) = 1,1 g/L/atm, V_M(0 °C) = 22,4 L/mol, V_M(37 °C) = 25,4 L/mol, M(CO₂) = 44 g/mol.
① Ingéré : 0,5 × 3,6 = 1,8 g · ② Reste dissous (Henry, 37 °C) : 0,5 × 1,1 × 1 = 0,55 g · ③ Sort : 1,8 − 0,55 = 1,25 g · ④ n = 1,25/44 = 2,84·10⁻² mol · ⑤ V = n·V_M(37 °C) = 2,84·10⁻² × 25,4 = 0,72 L. Deux pièges : on ne boit que LA MOITIÉ du litre ; et K(0 °C) = 3,1 est une DONNÉE INUTILE. Distracteurs : 1,52 L = on a oublié de retrancher le CO₂ resté dissous ; 0,52 L = mauvais volume molaire.
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Série 8 Q11 (K′) · Diffusion et dissolution d'un gaz dans un liquide (D = 1,0·10⁻⁹ m²/s)

V V F V · ✓ officiel + Python
A VRAI : après un T½, la concentration a atteint la moitié de l'écart entre les valeurs initiale et finale — c'est la définition du cas général (d.19). B VRAI : T½ ∝ L² ⇒ L × 3 ⇒ T½ × 9. C FAUX : d = √(2Dt) = √(2 × 1,0·10⁻⁹ × 1000) = √(2·10⁻⁶) = 1,4·10⁻³ m = 1,4 mm, soit le millimètre et non le micromètre. D VRAI : T½ ∝ 1/D ⇒ D plus grand ⇒ équilibre plus rapide. C est LE calcul à savoir faire en 20 secondes : 2·10⁻⁹ × 10³ = 2·10⁻⁶ m², racine = 1,4·10⁻³ m.
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Série 8 Q13 (exercice long, A→J) · Plongée sous-marine — les dix sous-questions

A : graphique A = cerveau, B = peau · B : T½ = 5 min et 40 min · C : 30 m · D : oui · E : 2 atm et R = 0,625 · F : 3,2 atm et R = 1 · G : jamais · H : R < 1 en descente, R > 1 en remontée · I : la remontée · J : au-delà de 10 m · ✓ officiel + Python
A : la courbe qui plafonne vite est le tissu rapide, donc le cerveau (graphique A) ; la courbe lente est la peau (graphique B) — cohérent avec la table du d.27 (5 min contre 40 min).
B : les deux courbes partent de 0,8 atm (0,80 × 1 atm en surface) et tendent vers 3,2 atm ; la moitié du chemin est à 0,8 + (3,2 − 0,8)/2 = 2,0 atm. On lit l'abscisse à 2,0 atm : 5 min (A) et 40 min (B). Le corrigé officiel prévient lui-même : « la moitié de la pression de saturation ½P_sat est différente de la moitié de la saturation (la moitié du chemin) » — lire à 1,6 atm donnerait des T½ trop courts.
C : p(N₂) = 3,2 atm et l'azote fait 80 % ⇒ P_abs = 3,2/0,80 = 4 atm ⇒ h = (4·10⁵ − 1·10⁵)/(1000 × 10) = 30 m.
D : la narcose survient dès p(N₂) = 3 atm ; le plongeur est à 3,2 atm > 3 atm ⇒ oui, il court un risque.
E : moelle épinière, T½ = 10 min ⇒ après 10 min on est à la moitié du chemin, soit 2 atm ⇒ R = 2/3,2 = 0,625.
F : à l'équilibre le tissu rattrape le gaz ⇒ p(N₂)tissu = 3,2 atm et R = 1 — quelle que soit la profondeur.
G : jamais ! En descente le tissu court après le gaz : R croît vers 1 sans jamais le dépasser.
H : hors équilibre, R < 1 en phase de plongée (le tissu est en retard) et R > 1 en phase de remontée (le gaz chute plus vite que le tissu ne dégaze).
I : la remontée — c'est là que P_dissous dépasse P_ext et que les bulles peuvent se développer (d.29).
J : R > 2 en surface exige p(N₂)tissu > 2 × 0,8 = 1,6 atm, soit une pression absolue au détendeur de 1,6/0,8 = 2 atm ⇒ h = (2·10⁵ − 1·10⁵)/(1000 × 10) = 10 m. Au-delà de 10 m, une remontée rapide peut être dangereuse.

📜 Annales croisées — les 5 vraies questions Ch10 (SFO 2011 module A, SFO 2021, SFO 2024-25 ; Med'moi 2023-24 et 2024-25)

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Ce que le chapitre pèse vraiment

24 diapos, une demi-séance… et 5 questions recensées : le meilleur rapport points/heure de la physique
Trois familles seulement : (1) la loi de Henry — SFO 2024-25 Q17, Med'moi 2023-24 K′5, Med'moi 2024-25 K′11 (3 questions sur 5) · (2) la cinétique de dissolution — SFO 2021 Q24 · (3) l'humidité relative et le point de rosée — SFO 2011 module A Q58. Conclusion stratégique : une formule (C = K·P), une règle (K ↓ quand T ↑) et un réflexe (T½ ∝ L²/D) couvrent la totalité des annales du chapitre. Le reste (volume de gaz dissous, O₂ dans le sang, plongée) tombe dans les séries et donc, d'après le prof, dans le champ de l'examen.
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SFO 2011 module A Q58 (K′) · La température baisse pendant la nuit

V F V V · ✓ clé dérivée du cours + Python
A VRAI : HR = P_p/P_sat, numérateur constant et dénominateur qui baisse ⇒ HR augmente. B FAUX — le piège : il n'y a pas plus d'eau sous forme de vapeur, il y en a autant. C VRAI : P_sat est croissante en T (4245 Pa à 30 °C, 2340 Pa à 20 °C). D VRAI : on atteint le point de rosée, des gouttelettes apparaissent, HR = 100 %. Deux versions existent dans les retranscrits (module A-100 « à 21 °C » et module A-70 « à 40 °C, HR = 99 % ⇒ 30 °C ») : même mécanisme, items fusionnés — écart déclaré.
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SFO 2021 Q24 (A) · Comment accélérer la dissolution de CO₂ dans de l'eau

Réponse : B — mélanger · ✓ officiel + Python
B : mélanger renouvelle l'interface et raccourcit L ; comme T½ ∝ L², le gain est quadratique. A FAUX : chauffer diminue la solubilité (d.11, inverse des solides). C FAUX : augmenter la pression de l'air ne change presque pas p(CO₂) — c'est le vote d'amphi d.10. D FAUX : diminuer p(CO₂) va dans le mauvais sens (désorption). E FAUX : il faudrait une cuve peu profonde et large. Le tri à faire : A, C, D agissent sur la QUANTITÉ à l'équilibre (Henry) ; B et E agissent sur le TEMPS (T½ ∝ L²/D). La question porte sur le temps. Le retranscrit note lui-même « semble être la proposition la plus juste » — écart déclaré.
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SFO 2024-25 Q17 (A) · Quelle masse de CO₂ est dissoute ?

Réponse : E — on ne peut pas la calculer sans le volume d'eau · ✓ officiel + Python
Henry donne une concentration : C = 1,6 × 0,2 = 0,32 g/L. La masse exige m = C·V_B, et V_B n'est pas donné ⇒ E. Le distracteur C (0,32 g) est le piège central : bonne valeur, mauvaise unité — c'est exactement la confusion g/L ↔ g que traque la définition C = m/V_B du d.8. A (0,16 g) = masse pour 0,5 L ; B (1,6 g) = facteur 0,2 oublié ; D (3,2 g) = facteur 10 parasite. Noter que l'énoncé écrit « 1,6 g/L » sans « /atm » : c'est la valeur de la table à 20 °C — écart déclaré.
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Med'moi 2023-24 K′5 · Système gaz-liquide à l'équilibre (O₂ / eau)

F V F V · ✓ clé dérivée du cours + Python (clé non officielle — écart déclaré)
A FAUX : le mot-clé est « à l'équilibre » ⇒ la pression partielle du gaz dissous ÉGALE celle du gaz au-dessus (définition de la saturation, d.7 et d.14). B VRAI : C = K(T)·p et K dépend fortement de T (d.11). C FAUX — le piège de Dalton : ajouter de l'azote ne change pas p(O₂), donc rien pour l'O₂ dissous. D VRAI : p ↓ ⇒ C ↓ (désorption, d.18). L'item C est la reformulation exacte du vote d'amphi d.10 (l'air comprimé).
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Med'moi 2024-25 K′11 · La loi de Henry, toutes choses égales par ailleurs

F V V F · ✓ clé dérivée du cours + Python (clé non officielle — écart déclaré)
A FAUX : la solubilité est intensive — indépendante du volume de liquide (diminuer V_B diminue la masse, pas la concentration). B VRAI : T ↑ ⇒ K ↓ (d.11). C VRAI : c'est la loi de Henry, proportionnalité directe. D FAUX : un gaz moins soluble donne moins de gaz dissous — c'est le vote d'amphi d.12 (l'azote contre le CO₂). Cette question et Med'moi 2023-24 K′5 se recouvrent à 80 % : les préparer ensemble.

🎯 Critères de verrouillage du Ch10

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Ce que « verrouillé » veut dire

Les 6 réflexes du chapitre
1. Devant toute question de gaz dissous, écrire C = K · p(CE gaz-là) — jamais la pression totale. 2. Repérer immédiatement si la solubilité donnée est massique (g/L/atm) ou molaire (mol/L/atm) ; le contrôle d'unités tranche. 3. Distinguer quantité (Henry : K, p, T) et temps (cinétique : T½ ∝ L²/D) — la moitié des distracteurs jouent sur cette confusion. 4. Devant une cinétique, écrire le cas général et parcourir la moitié de l'ÉCART à T½, jamais la moitié de la valeur finale. 5. Devant une distance de diffusion, écrire d = √(2Dt) et jamais d = v·t ; vérifier l'ordre de grandeur (10⁻⁹ × 10³ ⇒ 10⁻³ m). 6. Devant des bulles — ébullition (d.6) ou décompression (d.29) — comparer deux pressions : P_sat contre P_ext.
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Les valeurs par cœur (le chapitre en demande peu)

4 formules + 2 tables + 6 chiffres médicaux
Formules : HR = P_p/P_sat · Csat = K·p et S = K_molaire·V_M · c(t) = c_i + (c_f − c_i)(1 − e^(−ln2·t/T½)) · d = √(2Dt) et T½ = 4ln(2)L²/(π²D). Tables (20 °C suffit) : massique N₂ 17·10⁻³, O₂ 43·10⁻³, CO₂ 1,6 g/L/atm ; molaire N₂ 0,61·10⁻³, O₂ 1,3·10⁻³, CO₂ 36·10⁻³ mol/L/atm ; K_massique = M · K_molaire ; tout décroît quand T monte. Chiffres médicaux : V_M = 22,4 (CNTP) et 25,4 L/mol (BTPS) · S(O₂, sang) = 0,025 L/L/atm ⇒ 5 mL/L ⇒ 30 mL/min contre 300 nécessaires ⇒ 98 % sur l'hémoglobine · alvéole 0,5 µm et 0,25 s · tissus de 2,5 à 480 min · plongée à 40 m ⇒ 5 bar (1 O₂ + 4 N₂) · narcose dès 3 atm de p(N₂) · risque de décompression au-delà de 10 m. Ordres de grandeur : CO₂ ≈ 37× plus soluble que O₂ à 20 °C ; d = 1,4 mm pour D = 10⁻⁹ m²/s et t = 1000 s ; L×3 ⇒ T½×9.
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Sortie du chapitre (protocole PEGASUS)

Toutes les micro-notions ✅ + examen v2 ≥ 80 % + 2 rappels libres ≥ 85 % sur deux jours + la série 8 (Q10, Q11, Q13) refaite sans aide
Calendrier : J0 diapos + série sans regarder · J+1 examen v2 + Anki · J+2 page blanche n°1 · J+4 tirage v3 · J+7 page blanche n°2 + v2 refait · J+14 tirage v3. Puis examen entrelacé Ch1-10. Ce chapitre ne pèse qu'une demi-séance : un seul passage complet suffit, mais la série 8 Q13 (dix sous-questions) mérite d'être refaite deux fois — c'est le meilleur entraînement au raisonnement en plusieurs pas de tout le semestre.