Air 6785 31830345 2008-07-23T19:43:51Z 91.7.29.61 /* Voir aussi */ {{Voir homonymes|Air (homonymie)}} L''''air''' est le mélange de [[gaz]] constituant l'[[atmosphère de la Terre|atmosphère]] [[Terre|terrestre]]. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la [[pression]] de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des [[avion]]s et autres [[aéronef]]s. En pratique, la pression imposée dans les cabines est supérieure à la pression extérieure, bien que moindre que la pression au niveau du sol. L'[[air comprimé]] est souvent utilisé dans la [[plongée sous-marine]]. == Composition de l'air == L'air sec est composé d'environ : * environ 77 % de [[diazote]] en volume, * environ 22 % de [[dioxygène]] en volume, * environ 1 % d'autres gaz dont : ** les [[gaz rare]]s (principalement de l'[[argon]]), ** d'autres gaz ([[dioxyde de carbone]], ...). ** et vapeur d'eau À la température de 39°C, l'air peut contenir de 0 à 7 % de [[Vapeur d'eau|vapeur]] d'[[eau]]. La proportion de vapeur d'eau dépend du taux d'[[hygrométrie]] de l'air et de sa température. Elle est limitée par la [[pression de vapeur saturante]] de l'[[eau]]. Les [[Météorologie|météorologues]] s'intéressent de près aux variations de ce composant dans l'[[atmosphère de la Terre|atmosphère]]. Le taux de [[dioxyde de carbone]] varie avec le temps. D'une part, elle subit une variation annuelle d'environ 6,5 ppmv d'amplitude. D'autre part, le taux moyen annuel augmente de 1,2 à 1,4 ppmv par an. De l'ordre de 384 ppmv (0,0384 %) à mi-2008, il était de 278 ppmv à avant la [[révolution industrielle]], de 315 ppmv en 1958, de 330 ppmv en 1974 et de 353 ppmv en 1990. Ce [[gaz à effet de serre]] joue un rôle important dans le [[réchauffement climatique]] de la planète. Le [[méthane]] est un autre [[gaz à effet de serre]] majeur dont le taux augmente avec le temps : 800 mm<sup>3</sup>/m<sup>3</sup> (0,8 ppmv ) à l'époque préindustrielle, 1585 mm<sup>3</sup>/m<sup>3</sup> en 1985, 1663 mm<sup>3</sup>/m<sup>3</sup> en 1992 et 1676 mm<sup>3</sup>/m<sup>3</sup> en 1996. La composition de l'air varie avec l'altitude. Elle change également lors de la [[respiration]] : l'air exhalé est plus riche en eau et en dioxyde de carbone que l'air inhalé. <center> {| cellspacing="0" cellpadding="3" border="1" |----- | colspan="3" align="center" | '''Composition de l'air sec''' |----- ! Nom ! Formule ! Proportion |----- | [[Diazote]] || N<sub>2</sub> || 78,08 % vol |----- | [[Dioxygène]] || O<sub>2</sub> || 20,95 % vol |----- | [[Argon]] || Ar || 0,934 % vol |----- | [[Dioxyde de carbone]] || CO<sub>2</sub> || 382 ppmv |----- | [[Néon]] || Ne || 18,18 ppmv |----- | [[Hélium]] || He || 5,24 ppmv |----- | [[Monoxyde d'azote]] || NO || 5 ppmv |----- | [[Krypton]] || Kr || 1,14 ppmv |----- | [[Méthane]] || CH<sub>4</sub> || 1,7 ppmv |----- | [[Dihydrogène]] || H<sub>2</sub> || 0,5 ppmv |----- | [[Protoxyde d'azote]] || N<sub>2</sub>O || 0,5 ppmv |----- | [[Xénon]] || Xe || 0,087 ppmv |----- | [[Dioxyde d'azote]] || NO<sub>2</sub> || 0,02 ppmv |----- | [[Ozone]] || O<sub>3</sub> || 0 à 0,01 ppmv |----- | [[Radon]] || Rn || 6,0×10<sup>-14</sup> ppmv |} </center> 1 ppm ([[Parties par million|partie par million]]) = 0,0001 % Les proportions massiques peuvent être évaluées approximativement en multipliant les proportions volumiques par le rapport de la masse molaire du gaz considéré divisé par la masse molaire de l'air soit 28,95 g environ, par exemple dans le cas du CO<sub>2</sub> ce rapport n' est pas négligeable puisqu'il vaut 44/28,95 = 1,52 d'ou la teneur massique en CO<sub>2</sub> dans l'air égale à 382 * 1,52 = 580 ppmm. ==Masse volumique== L'air étant un gaz compressible, sa [[masse volumique]] (en kg/m<sup>3</sup>) est fonction de la pression, de la température et du taux d'humidité. Pour de l'air sec sous pression atmosphérique normale : On prend généralement 1,293 à 0°C et 1,204 à 20°C. Ceci est généralisé en : <math>\rho=1,293\cdot\frac{273}{273+T}</math> avec T en °C. ==Potentiel de réchauffement global== Le potentiel de réchauffement global (PRG, ''GWP Global Warming Potential'' en anglais) ou équivalent CO<sub>2</sub> permet de mesurer la nocivité de chaque [[gaz à effet de serre]]. Pour le [[dioxyde de carbone]], il vaut 1 (référence), il est de 23 pour le [[méthane]], 310 pour le peroxyde d'azote (N<sub>2</sub>O), de 6200 à 7100 pour le [[dichlorodifluorométhane]] (CFC), de 1300 à 1400 pour le chlorodifluorométhane (HCFC), 6500 pour le tétrafluorure de carbone 2 (CF<sub>4</sub>), 6500 pour le hexafluorure de soufre (SF<sub>6</sub>). == L'indice de réfraction de l'air == L'expression pour l'indice de réfraction d'air « aux conditions standard » est : <math>n_s = 1 + 643,28\;10^{-7} + \frac{294981\;10^{-7}}{(146 - \sigma^2)} + \frac {2554\;10^{-7}}{(41 - \sigma^2)}</math> <math>\sigma = \frac{1000}{\lambda}</math> où <math>\lambda</math> est la longueur d'onde exprimée en nanomètres (nm). là où <math>\sigma</math> est la réciproque de la longueur d'onde en micromètres. C'est pour l'air sec avec 0,03% d'anhydride carbonique, à une pression de 101325 Pa (760 millimètres de mercure) et d'une température de 288.15 [[kelvin]] (15°C). Pour modifier l'indice « n<sub>s</sub> » pour une température différente ou pression, en utilisant l'une ou l'autre des expressions suivantes : <math>n = 1 + (n_s - 1) \times { (\frac{p} {p_s}) \times { (\frac{T_s} {T}) }}</math> avec : * T, température en Kelvin * p, pression en Pascals * T<sub>s</sub>, 288,15 K * p<sub>s</sub>, 101325 Pa * n<sub>s</sub>, indice de réfraction d'air donné ci-dessus ou : <math>n = 1 + (n_s-1) \times p \times [ 1 + p \times \beta_{(T)} ] \times (1+ 15 \times \alpha )/{ 760 \times ( 1 + 760 \times \beta_{15}) \times (1 + T \times \alpha) }</math> avec : *T, température en degrés C *T<sub>s</sub>, 15 degrés C *p, pression en mm du mercure *p<sub>s</sub>, 760 mm *<math>\alpha~</math>, 0,00366 *<math>\beta_{(T)}~</math>, (1,049 - 0,015*T)*1.e-6 *<math>\beta_{15}~</math>, 8,13e-7 *n<sub>s</sub>, indice de réfraction d'air donné ci-dessus [http://olivier.fournet.free.fr/science_et_physique/refrac_air_png.php image de la courbe de l'indice (n)] == Propriétés thermophysiques == D'après les tables publiées par Frank M. White, "Heat and Mass transfer", Addison-Wesley, 1988. avec : * T, température en [[Kelvin]]; * ρ, [[masse volumique]]; * μ, [[viscosité dynamique]]; * ν, [[viscosité cinématique]]; * C<sub>p</sub>, [[Chaleur_massique|chaleur massique à pression constante]]; * λ, [[conductivité thermique]]; * a, [[diffusivité thermique]]; * Pr, [[nombre de Prandtl]]. {| cellspacing="0" cellpadding="3" border="1" |- ! colspan="8" | <center>Air à pression atmosphérique</center> |- ! T ! ρ ! μ ! ν ! C<sub>p</sub> ! λ ! a ! Pr |- ! K ! kg.m<sup>-3</sup> ! kg.m<sup>-1</sup>.s<sup>-1</sup> ! m²s<sup>-1</sup> ! J.kg<sup>-1</sup>.K<sup>-1</sup> ! W.m<sup>-1</sup>.K<sup>-1</sup> ! m²s<sup>-1</sup> ! - |- ! 250 ! 1,413 ! 1,60×10<sup>-5</sup> ! 0,949×10<sup>-5</sup> ! 1005 ! 0,0223 ! 1.32×10<sup>-5</sup> ! 0,722 |- ! 300 ! 1,177 ! 1,85×10<sup>-5</sup> ! 1,57×10<sup>-5</sup> ! 1006 ! 0,0262 ! 2,22×10<sup>-5</sup> ! 0,708 |- ! 350 ! 0,998 ! 2,08×10<sup>-5</sup> ! 2,08×10<sup>-5</sup> ! 1009 ! 0,0300 ! 2,98×10<sup>-5</sup> ! 0,697 |- ! 400 ! 0,883 ! 2,29×10<sup>-5</sup> ! 2,59×10<sup>-5</sup> ! 1014 ! 0,0337 ! 3,76×10<sup>-5</sup> ! 0,689 |- ! 450 ! 0,783 ! 2,48×10<sup>-5</sup> ! 2,89×10<sup>-5</sup> ! 1021 ! 0,0371 ! 4,22×10<sup>-5</sup> ! 0,683 |- ! 500 ! 0,705 ! 2,67×10<sup>-5</sup> ! 3,69×10<sup>-5</sup> ! 1030 ! 0,0404 ! 5,57×10<sup>-5</sup> ! 0,680 |- ! 550 ! 0,642 ! 2,85×10<sup>-5</sup> ! 4,43×10<sup>-5</sup> ! 1039 ! 0,0436 ! 6,53×10<sup>-5</sup> ! 0,680 |- ! 600 ! 0,588 ! 3,02×10<sup>-5</sup> ! 5,13×10<sup>-5</sup> ! 1055 ! 0,0466 ! 7,51×10<sup>-5</sup> ! 0,680 |- ! 650 ! 0,543 ! 3,18×10<sup>-5</sup> ! 5,85×10<sup>-5</sup> ! 1063 ! 0,0495 ! 8,58×10<sup>-5</sup> ! 0,682 |- ! 700 ! 0,503 ! 3,33×10<sup>-5</sup> ! 6,63×10<sup>-5</sup> ! 1075 ! 0,0523 ! 9,67×10<sup>-5</sup> ! 0,684 |- ! 750 ! 0,471 ! 3,48×10<sup>-5</sup> ! 7,39×10<sup>-5</sup> ! 1086 ! 0,0551 ! 10,8×10<sup>-5</sup> ! 0,686 |- ! 800 ! 0,441 ! 3,63×10<sup>-5</sup> ! 8,23×10<sup>-5</sup> ! 1098 ! 0,0578 ! 12,0×10<sup>-5</sup> ! 0,689 |- ! 850 ! 0,415 ! 3,77×10<sup>-5</sup> ! 9,07×10<sup>-5</sup> ! 1110 ! 0,0603 ! 13,1×10<sup>-5</sup> ! 0,692 |- ! 900 ! 0,392 ! 3,90×10<sup>-5</sup> ! 9,93×10<sup>-5</sup> ! 1121 ! 0,0628 ! 14,3×10<sup>-5</sup> ! 0,696 |- ! 950 ! 0,372 ! 4,02×10<sup>-5</sup> ! 10,8×10<sup>-5</sup> ! 1132 ! 0,0653 ! 15,5×10<sup>-5</sup> ! 0,699 |- ! 1000 ! 0,352 ! 4,15×10<sup>-5</sup> ! 11,8×10<sup>-5</sup> ! 1142 ! 0,0675 ! 16,8×10<sup>-5</sup> ! 0,702 |- ! 1100 ! 0,320 ! 4,40×10<sup>-5</sup> ! 13,7×10<sup>-5</sup> ! 1161 ! 0,0723 ! 19,5×10<sup>-5</sup> ! 0,706 |- ! 1200 ! 0,295 ! 4,63×10<sup>-5</sup> ! 15,7×10<sup>-5</sup> ! 1179 ! 0,0763 ! 22,0×10<sup>-5</sup> ! 0,714 |- ! 1300 ! 0,271 ! 4,85×10<sup>-5</sup> ! 17,9×10<sup>-5</sup> ! 1197 ! 0,0803 ! 24,8×10<sup>-5</sup> ! 0,722 |- |} == Liquéfaction de l'air== L'air est formé de différents gaz et ceux-ci, si l'on les refroidit suffisamment, finissent par passer à l'état liquide, puis à l'état solide. Par exemple, l'oxygène devient solide à la température de -218°C, l'azote se liquéfie à -195°C et l'hélium devient solide à - 270°C. A cette température (étant d'environ 3 kelvins), tous les gaz sont alors solides et on obtient de « l'air congelé »… L'air n'a pu être liquéfié avant que ne soient connues les pressions et températures critiques qui marquent les limites théoriques au-delà desquelles un composé ne peut exister qu'à l'état gazeux. L'air étant un mélange, ces valeurs n'ont pas de sens strict ; mais, en fait, à une température supérieure à - 140 °C, l'air n'est plus liquéfiable. Les premières gouttes d'air [[liquide]] ont été obtenues presque simultanément par [[Louis Paul Cailletet]] et Raoul Pierre Pictet en 1877, par détente brutale entre 300 et 1 atmosphère. En 1894, le physicien néerlandais [[Heike Kamerlingh Onnes]] mit au point la première installation d’air liquide. Pendant les quarante années qui suivirent, des chercheurs en France, Grande-Bretagne, Allemagne et Russie apportèrent de nombreuses améliorations au procédé. Sir James Dewar, liquéfia d’abord l’[[hydrogène]], en 1898, et Kamerlingh Onnes l’[[hélium]], le gaz le plus difficile à liquéfier, en 1908. Indépendamment de [[Carl von Linde]], [[Georges Claude]] met au point dès 1902 un procédé industriel de liquéfaction de l’air (les brevets qu’il prend à cette occasion sont à l’origine de la société L’[[Air liquide]]) et préconise dès 1910, mais en vain, l’utilisation de l’oxygène liquide en sidérurgie. Claude découvre en 1913, avec d’[[Arsène d'Arsonval| Arsonval]] les propriétés explosives de l’air liquide, qui seront utilisées pendant la Première Guerre mondiale (mines à l’air liquide et au noir de fumée). ==Divers== * Dans un domaine non scientifique, l'air est l'un des [[quatre éléments]] (avec le [[feu (combustion)|feu]], l'[[eau]] et la [[terre]]) que l'on considéraient autrefois (et que l'on considère encore dans certaines cultures) comme les substances sur lesquels serait basé toute la vie. L'air est également souvent associé à différents autres concepts tels que la famille des épées dans les jeux de [[tarot]]s. == Voir aussi == * [[Masse d'air]] * [[Psychrométrie]] * [[Air humide]] * [[Pollution de l'air]] et les articles de la catégorie : [[:Catégorie:Pollution de l'air]] * [http://www.aircar.info La voiture à air comprimé ] {{Portail|Météorologie|Chimie|Physique}} [[Catégorie:Circulation atmosphérique]] [[catégorie:gaz inorganique]] [[Catégorie:Théorie de la plongée]] [[bat-smg:Uors]] [[bg:Въздух]] [[ca:Aire]] [[cs:Vzduch]] [[cv:Сывлăш]] [[da:Luft]] [[de:Luft]] [[eo:Aero]] [[es:Aire]] [[et:Õhk]] [[gd:Adhair]] [[gl:Ar (atmosférico)]] [[gn:Arapytu]] [[hr:Zrak]] [[id:Udara]] [[is:Loft]] [[it:Aria]] [[ja:空気]] [[la:Aër]] [[lt:Oras]] [[mk:Воздух]] [[ms:Udara]] [[nds:Luft]] [[nds-nl:Luch]] [[nl:Lucht]] [[nn:Luft]] [[no:Luft]] [[pl:Powietrze]] [[pt:Ar]] [[ro:Aer]] [[ru:Воздух]] [[simple:Air]] [[sk:Vzduch]] [[sl:Zrak]] [[sr:Ваздух]] [[tr:Hava (atmosfer)]] [[uk:Повітря]] [[zh:空气]]