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 E 0 =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.
Les niveaux d'énergies les plus bas ont les caractéristiques suivantes :

Vous utiliserez les approximations suivantes pour vos calculs : 1) 1 eV
équivaut à 1.6x10 -19 J; 2) la constante de Boltzmann k=1.38x10 -23 J/K.
Le potentiel chimique des atomes est 0.03 eV .
Parmi les affirmations ci-dessous, quelles sont celles qui sont correctes?

Question

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  E 0 =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. 
 Les niveaux d'énergies les plus bas ont les caractéristiques suivantes :

Vous utiliserez les approximations suivantes pour vos calculs : 1) 1 eV 
équivaut à 1.6x10 -19  J; 2) la constante de Boltzmann  k=1.38x10 -23  J/K.  
 Le potentiel chimique des atomes est  0.03 eV . 
 Parmi les affirmations ci-dessous, quelles sont celles qui sont correctes?

Answer

La fraction moyenne  n' 2  par niveau d'énergie  au niveau d'énergie E 2  a une valeur comprise entre 10 -20  et 10 -10

Answer

La statistique de peuplement qui décrit le mieux le système est celle de Maxwell-Boltzmann

Answer

La statistique de peuplement qui décrit le mieux le système est celle de Bose-Einstein

Answer

La fraction moyenne  n' 2  par niveau d'énergie  au niveau d'énergie E 2  a une valeur comprise entre 0 et 10 -20

Answer

La fraction moyenne  n' 2  par niveau d'énergie  au niveau d'énergie E 2  a une valeur comprise entre 10 -10  et 10 -1

Answer

La fraction moyenne  n' 2  par niveau d'énergie  au niveau d'énergie E 2  a une valeur supérieure à 10 -1

Answer

La statistique de peuplement qui décrit le mieux le système est celle de Fermi-Dirac

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

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