Fiche de révision : Air, pression et effet de serre

📋 Plan du Cours

1. Mécanisme de l’effet de serre
2. Effet des activités humaines
3. Pression atmosphérique et baromètre
4. Mesure et variations de pression
5. Composition chimique de l’air
6. Diffusion des particules
7. États physiques de la matière
8. Pression d’un gaz et compression

📖 1. Mécanisme de l’effet de serre

★ À maîtriser

• 🔄 L’effet de serre naturel suit cette séquence :

  1. Le rayonnement solaire traverse l’atmosphère et chauffe la surface terrestre.
  2. La Terre émet un rayonnement infrarouge.
  3. Une partie du rayonnement infrarouge est absorbée par les gaz à effet de serre.
  4. Les gaz à effet de serre réémettent une partie du rayonnement vers la Terre.

• Les principaux gaz à effet de serre cités sont :

  • la vapeur d’eau
  • le dioxyde de carbone
  • le méthane
  • le protoxyde d’azote

Compléments

• L’atmosphère retient une partie de la chaleur et contribue ainsi au réchauffement de la surface terrestre.

💡 Astuce mémo

Soleil → surface → infrarouge → gaz → retour vers la Terre

📖 2. Effet des activités humaines

★ À maîtriser

• Les activités humaines augmentent la quantité de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, ce qui provoque une hausse de la température moyenne de la Terre.

• Les activités humaines citées comme responsables de l’augmentation de l’effet de serre sont :

  • la combustion des énergies fossiles
  • les transports
  • l’industrie
  • l’agriculture
  • la déforestation

Compléments

📌 Réduire l’effet de serre causé par les activités humaines passe par la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

💡 Astuce mémo

Plus de gaz à effet de serre → température moyenne terrestre en hausse

📖 3. Pression atmosphérique et baromètre

★ À maîtriser

• 🔄 Torricelli met en évidence la pression atmosphérique en :

  1. Remplissant de mercure un tube de verre de 1 m fermé à une extrémité.
  2. Retournant le tube au-dessus d’une cuve à mercure.
  3. Observant que le mercure se stabilise à environ 76 cm au-dessus du niveau de la cuve.

• Torricelli attribue le maintien de la colonne de mercure au poids de l’air qui appuie sur la surface de la cuve.

Compléments

• En 1640, les fontainiers de Florence constatent qu’ils ne parviennent pas à faire remonter par aspiration l’eau située à plus de 10 mètres de profondeur.

• Le dispositif de Torricelli constitue un baromètre à mercure.

💡 Astuce mémo

Une colonne de mercure soutenue par l’air qui appuie sur la cuve

📖 4. Mesure et variations de pression

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression : Grandeur physique notée P qui correspond au rapport entre une force et une surface.

★ À maîtriser

📐 Formule - La pression P est égale à la force F divisée par la surface S : $P = \frac{F}{S}$.

• La pression atmosphérique diminue lorsque l’altitude augmente, car la hauteur de la colonne d’air au-dessus d’un lieu diminue. - Pascal

Compléments

• La pression se mesure avec un baromètre ou un manomètre, et son unité est le pascal (Pa) ou le bar.

• Une pression atmosphérique de référence vaut 1013 hPa.

📐 Formule - La pression P en hectopascals se calcule à partir de la hauteur h de mercure en mètres par la relation $P = 1333 \times h$.

• Pour une colonne de mercure de 76 cm, soit 0,76 m, la pression calculée est de 1013,08 hPa.

• Le bar et le pascal sont reliés par l’égalité 1 bar = 1000 hPa = 100 000 Pa.

• Pascal confirme la diminution de la pression avec l’altitude en comparant la hauteur de mercure au pied et au sommet du Puy de Dôme, situé à 1 463 m.

📖 5. Composition chimique de l’air

★ À maîtriser

• Le dioxygène permet les combustions, tandis que Lavoisier appelle azote le gaz qui les éteint.

• La composition moyenne de l’air indiquée dans les mesures est de :

  • 78,09 % de diazote
  • 20,94 % de dioxygène
  • 0,93 % d’argon
  • 0,04 % d’autres gaz

📌 L’air n’est pas un corps pur, car il contient plusieurs gaz, dont le diazote, le dioxygène et l’argon.

Compléments

• En 1777, Antoine Laurent de Lavoisier cherche à déterminer les gaz qui constituent les combustions et étudie la composition de l’air.

• Pour simplifier la modélisation de l’air, on considère un mélange composé en volume de 80 % de diazote et de 20 % de dioxygène.

📖 6. Diffusion des particules

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion : Processus physique au cours duquel les molécules se déplacent jusqu’à une répartition homogène, ce qui diminue la concentration.

★ À maîtriser

• L’agitation thermique est responsable de la diffusion des gaz.

Compléments

• Dans une solution, la diffusion est due à l’agitation thermique et à la différence de concentration entre deux milieux.

💡 Astuce mémo

Agitation thermique → déplacement → répartition homogène

📖 7. États physiques de la matière

📝 Points essentiels

• Dans un solide, les molécules sont ordonnées, compactes et immobiles.

• Dans un liquide, les molécules sont désordonnées, compactes et mobiles.

• Dans un gaz, les molécules sont désordonnées, espacées et mobiles.

💡 Astuce mémo

Solide compact et immobile, liquide compact et mobile, gaz espacé et mobile

📖 8. Pression d’un gaz et compression

★ À maîtriser

• Pour une même force, la pression augmente lorsque la surface diminue.

• Quand on comprime l’air dans une seringue, la pression augmente.

Compléments

• Dans un gaz, la pression peut s’expliquer par les chocs des molécules contre une paroi.

• Quand on détend l’air, la pression diminue.

💡 Astuce mémo

Compression de l’air → pression en hausse ; détente → pression en baisse

📊 Tableaux de synthèse

Organisation des molécules selon l’état