Chapitre 2 : Quelles sont les propriétés de l air?

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1 Chapitre 2 : Quelles sont les propriétés de l air? Plan : 1. Peut-on comprimer l air? 2. Qu est ce qu une pression? 3. Comment mesure t on une pression? 4. Comment exprime t on une pression? 5. L air possède t il une masse? Cours : 1. Peut-on comprimer l air? Expérience : On pousse sur le piston. On réalise ainsi une compression. On tire sur le piston. On réalise ainsi une détente. Observations : On peut appuyer sur le piston jusqu à une certaine limite. On peut également tirer sur le piston de la seringue. Le volume d air varie suivant qu on tire ou qu on pousse sur le piston. Interprétations : Entre les particules de gaz (air), il existe du vide. En appuyant sur le piston, on rapproche les particules les unes par rapport aux autres. Il y a moins de vide. En tirant sur le piston, on éloigne les particules les unes par rapport aux autres. Il y a davantage de vide. Conclusion : L air, comme tous les autres gaz, possède une pression. L air, comme tous les autres gaz, est compressible et expansible. L évolution de la pression est visible par le déplacement de l aiguille d un manomètre placé au bout de la seringue. 1

2 2. Qu est ce qu une pression? Les particules de gaz sont toujours en mouvement. A chaque fois qu une particule entre en collision avec une autre particule ou une paroi cela engendre une pression. Particule de gaz Plus il y a de chocs et plus la pression est élevée. A l inverse, moins il y a de chocs et plus la pression est faible. La pression atmosphérique correspond à la pression de l air qui nous entoure. 3. Comment mesure t on une pression? Il existe plusieurs appareils permettant de mesurer la valeur d une pression. Les appareils sont différents suivant la pression que l on souhaite mesurer. Dans un pneu, un ballon ou une tuyauterie : on utilise un manomètre. La pression atmosphérique se mesure à l aide d un baromètre. 4. Comment exprime t on une pression? L unité légale permettant d exprimer une pression est le Pascal (symbole : Pa) Une pression se note généralement P. Il existe des multiples et des sous multiples du Pascal. Le millipascal Le centipascal Le décipascal Le décapascal L hectopascal Le kilopascal 1 mpa = 0,001 Pa 1 cpa = 0,01 Pa 1 dpa = 0,1 Pa 1 dapa = 10 Pa 1 hpa = 100 Pa 1 kpa = 1000 Pa Il existe d autres unités permettant d exprimer une pression : Le bar 1 bar = Pa = 10 5 Pa Le millimètre de mercure mmhg 2

3 Tableau de conversions : kpa hpa dapa Pa dpa cpa mpa kbar hbar dabar bar dbar cbar mbar Fiche conversions 1 Pa = 0,01 hpa 457 mbar = 0,457 bar 545,9 mpa = 0,5459 Pa 4756,3 dabar = cbar 4567,6 Pa = mpa 3674,8 bar = mbar 47,6 dapa = cpa 45,3 hpa = 45,3 mbar 0,657 hpa = 0,0657 kpa 69,1 kpa = 6,91 dbar ,8 dpa = 789,4268 hpa 0,456 hpa = 0,0456 cbar 1245,2 Pa = 124,52 dapa 475 mbar = 475 hpa 0,4753 dpa = 47,53 mpa cbar = dapa 986 mpa = 0,0986 dapa 0,47 mbar = 47 Pa 3

4 Etude documentaire : Prévisions météorologiques et pression Questions : 1. Que signifient les lettres «A» et «D» sur la carte? La lettre «A» sur la carte indique la présence d un anticyclone (pression supérieure à 1013 hpa). La lettre «D» sur la carte indique la présence d une dépression (pression inférieure à 1013 hpa). 2. Comment se nomment les lignes placées sur la carte? Que permettent-elles d indiquer? Les lignes présentes sur la carte indiquent des lignes isobares. La pression est constante le long des lignes. 3. Quelle est l unité utilisée sur les cartes de prévisions météorologiques? Les pressions sont exprimées sur la carte en hectopascal (hpa). 4. Quel temps peut-on prévoir en France d après la carte ci-dessus? En regardant la carte, on peut voir que les pressions atmosphériques sont supérieures à 1013 hpa. Les conditions sont anticycloniques donc il doit faire beau temps au dessus de la France. 5. Ou place t on les appareils qui mesurent la température et la pression? Pourquoi faut-il les mettre à l abri? Les appareils sont placés dans un abri Stevenson. Cela permet de préserver les appareils de la température et de l humidité relative pour les informations locales. 4

5 5. L air possède t il une masse? Expérience : On mesure la masse d un ballon bien gonflé d air. m 1 = 314,8 g On recueille un peu d air du ballon dans une bouteille d un volume d un litre, a l aide d une aiguille reliée à un tuyau. On mesure la masse du ballon après extraction d un litre d air. m 2 = 313,5 g Résultat expérimental : Par différence des deux masses du ballon, on peut calculer la masse correspondant à un volume d un litre d air. Conclusion: m (1 L d air) = m 1 m 2 = 314,8 313,5 = 1,3 g La masse d un litre d air est de 1,3 g dans les conditions normales de température et de pression (0 C et 1013 hpa). Plus on monte en altitude et plus la masse d un litre d air devient faible. Ceci est du au nombre de particules qui diminue. La pression diminue également. 5