Fiche de révision : Atmosphère et pression atmosphérique

📋 Plan du Cours

1. Structure de l’atmosphère terrestre
2. Composition et évolution de l’air
3. Expérience de Lavoisier
4. Principaux constituants de l’air
5. Origine de la pression atmosphérique
6. Mesure et variations de pression
7. Clé de lecture des valeurs

📖 1. Structure de l’atmosphère terrestre

🔑 Notions clés & Définitions

• Atmosphère terrestre : Fine couche de gaz qui entoure la Terre sur une épaisseur moyenne d’environ 600 km.

★ À maîtriser

• Les cinq couches de l’atmosphère sont:

  • la troposphère
  • la stratosphère
  • la mésosphère
  • la thermosphère
  • l’ionosphère

• La troposphère, d’une épaisseur moyenne de 15 km, contient les trois quarts de l’air atmosphérique et abrite les phénomènes météorologiques ainsi que la vie terrestre.

• La couche d’ozone se trouve dans la stratosphère et empêche la majorité des rayons ultraviolets d’atteindre la surface terrestre.

Compléments

📐 Formule — L’épaisseur de l’atmosphère est dix fois plus petite que le rayon terrestre, car $\frac{6000}{600}=10$.

• La mésosphère atteint environ -90 °C, tandis que la thermosphère et l’ionosphère peuvent dépasser 2 000 °C.

📌 Les êtres humains ne peuvent pas vivre dans une autre couche de l’atmosphère car ces couches ne contiennent pas assez d’oxygène pour vivre.

💡 Astuce mémo

Troposphère, stratosphère, mésosphère, thermosphère-ionosphère : de la vie vers les températures extrêmes

📖 2. Composition et évolution de l’air

★ À maîtriser

• L’atmosphère primitive contenait:

  • de l’eau
  • du dioxyde de carbone
  • du dihydrogène
  • du méthane

• Les algues bleues sont à l’origine de l’apparition du dioxygène sur Terre, car elles rejetaient du dioxygène après avoir fixé le diazote atmosphérique.

Compléments

• Il y a environ deux milliards d’années, le dioxygène est apparu dans l’atmosphère et représentait alors 1 % de celle-ci.

• Cinq cents millions d’années après son apparition, le dioxygène représentait environ 3 % de l’atmosphère.

• L’atmosphère a atteint sa composition actuelle il y a 400 à 600 millions d’années.

💡 Astuce mémo

Algues bleues → apparition du dioxygène → atmosphère actuelle

📖 3. Expérience de Lavoisier

📝 Points essentiels

• L’expérience de Lavoisier consiste à chauffer du mercure pendant 12 jours, à observer la formation d’oxyde de mercure et la diminution du volume d’air, puis à tester les gaz restant et consommé.

• Après 12 jours de chauffage, le volume d’air sous la cloche a diminué de 0,14 L et une couche rouge d’oxyde de mercure s’est formée. — LAVOISIER, 1777

📌 Le gaz restant sous la cloche est appelé azote car une souris y meurt et une flamme s’y éteint, tandis que le gaz ayant réagi avec le mercure ravive une flamme et entretient la respiration ; Lavoisier l’appelle oxygène.

💡 Astuce mémo

Mercure chauffé → oxyde rouge → azote restant → oxygène identifié

📖 4. Principaux constituants de l’air

★ À maîtriser

• L’air sec contient 78,1 % de diazote, 20,9 % de dioxygène, 0,93 % d’argon et 0,034 % de dioxyde de carbone.

• Pour simplifier, l’air est considéré comme constitué de 80 % de diazote et de 20 % de dioxygène, en négligeant les gaz présents en très faible quantité.

Compléments

• La vapeur d’eau atmosphérique varie d’environ 5 % dans les régions chaudes et humides à 0,1 % dans les régions froides et sèches.

💡 Astuce mémo

N-D-A-C : diazote, dioxygène, argon, dioxyde de carbone

📖 5. Origine de la pression atmosphérique

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression : Action exercée par un fluide, liquide ou gaz, sur une surface et dépend notamment de la force exercée et de la surface concernée.
• Pression atmosphérique : Pression exercée par l’air sur tous les objets et sur notre corps.

📝 Points essentiels

• Dans une cloche contenant un ballon fermé, une pompe à vide aspire l’air extérieur, le ballon se gonfle, puis le ballon se dégonfle lorsque l’air revient dans la cloche.

📌 La pression atmosphérique est due au poids de l’air situé au-dessus de nous.

💡 Astuce mémo

Poids de l’air au-dessus de nous → pression atmosphérique

📖 6. Mesure et variations de pression

📝 Points essentiels

• La pression se mesure avec un manomètre et son unité dans le Système international est le pascal, noté Pa.

• Au niveau de la mer, la pression atmosphérique est d’environ 101 300 Pa, soit 1013 hPa.

📌 La pression atmosphérique diminue lorsque l’altitude augmente car la quantité d’air située au-dessus de nous devient moins importante.

💡 Astuce mémo

Basse pression : temps perturbé ; haute pression : temps calme

📖 7. Clé de lecture des valeurs

📝 Points essentiels

• Une pression comprise entre 940 et 970 hPa correspond à une tempête caractérisée par des perturbations sévères et des vents violents.

• Une pression comprise entre 990 et 1005 hPa correspond à une basse pression, avec un ciel couvert à nuageux et un risque de pluie.

• Une pression comprise entre 1015 et 1025 hPa correspond à une haute pression, généralement associée à un temps calme et ensoleillé.

• Une pression comprise entre 1025 et 1040 hPa correspond à un anticyclone, caractérisé par un beau temps stable et peu de vent.

📊 Tableaux de synthèse

Couches et caractéristiques atmosphériques

Pression et situation météorologique