Air

« Air » expliqué par Vikidia, l'encyclopédie pour les enfants.

Ballon d'air de 1000 m3 ou un millons de litres, chauffé par le soleil, qui va servir à emporter un objet, probablement des appareils de mesure.

L'air est composé d'un mélange de plusieurs gaz et forme l'atmosphère terrestre.

[modifier] Composition de l'air

• Azote : 78%
• Oxygène : 21%
• Argon : moins de 1%
• Dioxyde de carbone (co2) : 0,038 % c'est-à-dire 380 ppm (parties par million)
• gaz rares divers

Le gaz le plus important en quantité est l'azote (plus correctement diazote) qui représente 78 %, soit plus des trois quarts de l'air. C'est un gaz inerte et seuls quelques champignons particuliers peuvent s'en servir directement.

Le composant suivant est le dioxygène plus couramment appelé oxygène qui représente 21 % de l'air. C'est celui qui nous permet de respirer, et qui permet également à un feu de brûler : c'est un comburant.

L'argon représente un peu moins de 1 % ; le dioxyde de carbone ou gaz carbonique, 0,038 %. Il y a ensuite plusieurs gaz dont la part est encore plus faible.

La quantité de CO2 était de 0,028 % avant le développement industriel. Comme c'est un gaz à effet de serre, son augmentation provoque l'augmentation des températures moyennes sur la terre (réchauffement climatique).

Les gaz rares divers sont par ordre d'importance : Néon, Hélium, Monoxyde d'azote, Krypton, Méthane, Dihydrogène, Protoxyde d'azote, Xénon, Dioxyde d'azote, Ozone, Radon.

En dehors de ces gaz « permanents », il y a de la vapeur d'eau dans l'air (entre 0 et 7 %). La vapeur d'eau n'est pas plus visible qu'un gaz. L'apparition d'un nuage qu'on dit de vapeur d'eau signifie que cette vapeur s'est transformée en très petites gouttes d'eau liquide (ce n'est donc plus un gaz).

[modifier] Masse et poids de l'air

L'air a bien une masse, et pour un gros volume, cette masse est très importante.

Dans les conditions habituelles, la masse d'un mètre cube d'air est d'environ 1,2 kg. Cela signifie qu'une chambre de 3 mètres de large, de 4 mètres de long et de 2,5 mètres de haut contient 36 kg d'air.

[modifier] Pression de l'air

Sur terre, l'air est responsable de la pression atmosphérique, qui vaut est 100 000 Pascal. L'air au-dessus de nos têtes pèse lourd : pour une feuille de papier de format A4, cela représente une masse de 644 kg. Cette pression ne se sent pas étant donné qu'elle est présente de chaque coté de la feuille. Mais si on empêche l'air de passer derrière un objet en le collant hermétiquement à une paroi, cette pression se fera sentir et empêchera de bouger cet objet. C'est l'effet ventouse. C'est aussi la pression atmosphérique qui permet à la sève de remonter vers les feuilles, dans le tronc des arbres.

[modifier] Météorologie

Comme ici à 4000 mètres d'altitude, l'air est encore respirable, ce n'est plus le cas à 8000m.

La pression atmosphérique change légèrement selon le temps qu'il fait. Elle est un peu plus basse lorsque le temps est couvert ou pluvieux, (dépression) et un peu plus haute lorsqu'il fait beau (haute pression, ou anticyclone). Comme le changement de pression peut se faire légèrement avant le changement de temps, il est intéressant de mesurer ces changements. On mesure la pression atmosphérique avec un baromètre. En reliant les points de la Terre qui ont la même pression, on peut faire des cartes isobares. Ces cartes sont utilisées par les météorologues pour servir à prédire le temps qu'il fera. Lorsqu'on est au centre d'un anticyclone par exemple, il y a de fortes chances qu'il ne pleuve pas. Le vent est causé par un déplacement de l'air d'un zone à haute pression, vers une zone à haute pression. Là encore, les cartes isobares sont utiles pour savoir s'il y aura du vent ou pas. Ces prévisions sont très utiles pour les marins, par exemple.

Le pression est plus faible lorsqu'on monte en altitude, du fait que la quantité d'air qui reste au-dessus est moins importante. Cela a été démontré par Blaise Pascal grâce à une expérience qu'il a réalisé le 19 septembre 1648. L'expérience consistait à comparer la mesure de deux baromètres à colonne de mercure au même moment, l'un à Clermont-Ferrand et l'autre en haut de la montagne la plus proche, le Puy de Dôme. Plusieurs savants contrôlent l'opération, et en effet, le niveau du baromètre, donc la pression mesurée, est moins élevée en haut de la montagne qu'à Clermont-Ferrand.

Un phénomène de l'air comme de tous les gaz est que sa température augmente quand on le comprime, et elle diminue si on le détend. Lorsque l'air monte dans l'atmosphère ou le long d'une montagne, sa pression baisse et donc il se refroidit. C'est la principale cause du fait que le climat soit plus froid en montagne.

Voici quelques valeurs de pression et de température en fonction de l'altitude :

altitude - pression - température

Ce tableau indique, par exemple, qu'à 1000 mètres d'altitude, donc en moyenne montagne, la température de l'air est plus basse de 7 degrés, et la pression plus basse d'environ 10 % par rapport à celle au niveau de la mer. La proportion de différents gaz reste la même. Ça signifie qu'il y moins d'oxygène en altitude. C'est la raison pour laquelle les alpinistes utilisent des bouteilles d'air comprimé pour pouvoir gravir des montagnes très hautes, comme l'Everest.

		Le savais-tu ?
	Pourquoi la pression diminue avec l'altitude ?
À cause de la gravité, les molécules qui constituent les gaz sont, elles aussi, attirées par le centre de la Terre.

		Le savais-tu ?
	Pourquoi la température diminue avec l'altitude ?
Parce qu'il y a moins de molécules de gaz pour transmettre la chaleur. Cela revient au même que de dire que la température d'un gaz diminue avec sa pression. On peut s'en rendre compte en constatant que le gaz qui s'échappe d'une bouteille de déodorant, par exemple, est froid : il passe d'un état comprimé (haute pression) à un état dilaté (basse pression). En plus, il fait plus chaud lorsqu'on est près de la Terre car celle-ci réémet la chaleur qu'elle a capté du Soleil au cours de la journée. En montant plus haut, environ 10 kilomètres, la température augmente beaucoup pour atteindre environ 1 500°Celsius. C'est à ce niveau qu'à dû monter Icare au cours de son vol pour brûler ses ailes, s'il a pu rester sans oxygène assez longtemps...

Cet article a été mis en lumière la semaine du 16 avril 2007. Vous pouvez voir les autres articles en lumière ici.