As-tu déjà réfléchi à ce que tu respires ? Chaque jour, on inhale et exhale de l’air, un élément essentiel à notre survie, qu’on peine cependant à définir clairement dans une copie de physique-chimie. Comment en parler ? Quels sont ses composants ? Pourquoi est-il étudié au collège ? Aujourd’hui, on te dit tout sur la composition de l’air. Prêt ? C’est parti ! 🚀
L’air, c’est quoi exactement ? 🤔
Piqûre de rappel 🧑🏫
« L’air, ben… c’est le vide autour de nous ». Bien tenté, mais cette réponse ne fera pas mouche auprès de ton prof. Ce n’est pas parce que tu ne vois pas une chose qu’elle n’existe pas. Personne ne peut entendre tes pensées, et pourtant, elles sont réelles ! 😎
🔎 Définition
En physique-chimie, le terme « air » renvoie à un fluide gazeux incolore, inodore et invisible. Il ne s’agit ni d’une matière liquide, ni d’une matière solide. Ce n’est pas non plus un corps pur puisque l’air est un mélange de différents constituants. Malgré tout, tu peux sentir l’air lorsqu’il se déplace sous l’effet du vent, car il constitue l’atmosphère terrestre.
📍 Rappel : un « corps pur » est une matière qui ne comporte qu’une espèce chimique.
L’air que tu respires est notamment présent dans la troposphère, la première et la plus basse couche de l’atmosphère de la Terre. Quand l’air entre en contact direct avec cette couche, il joue un rôle essentiel dans la photosynthèse ou l’évaporation des océans.
💡 Le savais-tu ?
Antoine Lavoisier, le père de la chimie moderne, a été le premier à montrer que l’air possède plusieurs composants, dont du diazote et du dioxygène. OK, on t’a un peu spoilé là, mais ne t’en fais pas. On va rentrer dans les détails dans notre deuxième partie !
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L’importance et le rôle de l’air ✨
« En gros, l’air est indispensable aux êtres humains ? ». Oui, mais pas que ! Il est vrai que ta vie dépend de l’oxygène présent dans l’air, mais le rôle de ce fluide gazeux est multiple. Rappelle-toi, on t’a par exemple parlé de la photosynthèse ! 😌
👉 Les plantes utilisent le dioxyde de carbone de l’air et la lumière du soleil pour effectuer ce processus bioénergétique. Il leur permet de produire leur propre nourriture et de libérer de l’oxygène dans l’atmosphère.
↪️ Autres exemples
- La régulation du climat ;
- le transport aérien ;
- l’équilibre écologique ;
- le transfert de chaleur ;
- la protection contre les rayons solaires.
Lorsqu’on parle de « transport aérien », ça signifie que l’air permet le transport de pollens, de spores ou de graines, facilitant ainsi la reproduction des plantes.
👉 De même, ce fluide gazeux est un excellent isolant thermique. Il contribue au transfert de la chaleur, que ce soit en retenant la chaleur près de la surface terrestre (le fameux effet de serre) ou en permettant son refroidissement.
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De quoi est composé l’air ? ☁️
Un mélange de gaz inégal ⚖️
Maintenant que tu es incollable sur la définition et le rôle de cette matière, passons à la composition de l’air. Comme on te l’a expliqué, c’est un mélange de corps purs à l’état gazeux. En volume, l’air se compose de :
- 78 % de diazote (N₂) ;
- 21 % de dioxygène (O₂) ;
- 1 % d’autres gaz divers.
👉 Dans ce 1%, tu as par exemple de l’argon (Ar), du dioxyde de carbone (CO2), de l’hydrogène (H2), de la vapeur d’eau et de l’ozone (O₃). En général, on retient que l’air est constitué d’environ 20 % de dioxygène et de 80 % de diazote. C’est simple à retenir ! 🤭
On peut aussi trouver des traces de néon, de krypton, de xénon, d’hélium… Oui oui, on sait, on dirait une liste de composants servant à former la kryptonite de Superman. 💎
📍 Note : la concentration de vapeur d’eau peut varier dans le temps et l’espace. Par exemple, le volume de vapeur d’eau d’un air froid ne dépassera pas les 0,6 % alors qu’il pourra monter jusqu’à plus de 4 % dans un air chaud. Incroyable, non ? 😎
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La pollution de l’air 😶🌫️
As-tu déjà entendu que l’air de la campagne était plus pur que l’air de la ville ? Si on pense souvent que les lieux moins fréquentés sont mieux pour notre santé, c’est parce que la pollution atmosphérique est susceptible de modifier la composition de l’air. 😬
🔎 Définition
En physique-chimie, la « pollution de l’air » désigne l’ensemble des gaz et des particules qui sont présents en suspension dans l’air. Comme tu t’en doutes, ils sont nuisibles pour les êtres vivants, l’environnement, le climat, etc. 😖
👉 Pourquoi altération de la qualité de l’air ? Plusieurs causes entrent en jeu, car l’air véhicule de nombreux éléments comme :
- des particules de pollen ;
- des aérosols ;
- des corps d’éruptions volcaniques ;
- des polluants industriels.
Évidemment, même les zones rurales peuvent être affectées par des facteurs tels que les émissions agricoles ou les feux de biomasse (les incendies dans les espaces naturels 🔥). La lutte contre la pollution de l’air est donc cruciale pour préserver l’environnement.
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L’air, un fluide gazeux qui se mesure ! 📏
La pression atmosphérique 💪
Autre notion clé : la pression atmosphérique ! C’est la force exercée par l’air environnant sur toutes les surfaces exposées à ce fluide gazeux. En d’autres termes, cette pression est générée par le poids des molécules d’air qui constituent l’atmosphère terrestre.
👉 La pression atmosphérique se mesure avec un manomètre, un outil qu’on utilise pour déterminer le niveau de pression dans une installation de chauffage. Ce qu’on te conseille d’absolument retenir, c’est qu’il existe deux unités de mesure :
- le Pascal (Pa), l’unité de pression du Système International,
- et le bar ou le mbar, l’unité de pression courante.
📍Si tu es curieux, sache que :
- 1 Pa = 1 newton / m² ;
- 1 newton (N) équivaut à 0,102 kg ;
- 1 bar = 100 000 Pa ou 1000 hPA.
Pour te donner un exemple, la pression atmosphérique moyenne du niveau de la mer est de 1 013, 25 hPa, soit 760 mmHg. Le symbole mmHg renvoie au millimètre de mercure. Cette valeur est considérée comme une mesure standard, elle n’est ni basse, ni élevée.
👉 En vérité, la pression atmosphérique varie naturellement en fonction des conditions météorologiques locales. Si une perturbation approchait (comme une tempête) ou que l’altitude était plus élevée (comme en montagne), la valeur mentionnée changerait en conséquence.
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La masse et le volume de l’air 🌬️
Comme tous les gaz, l’air possède une masse. Bien sûr, tu n’as pas l’impression de constamment porter un poids sur tes épaules lorsque tu manges tes pâtes à la bolognaise (merci la gravité 🫠), mais ça ne veut pas dire que l’air n’a aucune masse.
🧮 Quelques chiffres
- La masse d’un litre d’air est de 1,3 g.
- Sa masse volumique est de 1,3 g/L.
👉 Quand tu gonfles ton ballon à la plage par exemple, tu vois qu’il change d’aspect. Pourquoi ? Parce que sa masse augmente ! Le responsable de ce changement, c’est l’air.
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Cas pratique 🧑🔬
Imaginons que tu doives mesurer la masse d’un litre et demi d’air en utilisant un ballon gonflé et la technique du « déplacement d’eau ». En physique-chimie, cette méthode sert à mesurer le volume d’un objet à l’aide d’un récipient rempli d’eau et d’une éprouvette.
📍 Voici un récap des étapes clés de cette expérience :
| Tu mesures la masse du ballon avec une balance (108,4 g). |
| Tu retires le volume d’air donné, soit 1,5 litre. |
| Tu mesures de nouveau la masse du ballon (106,9 g). |
| Tu soustrais la masse finale à la masse initiale. |
👉 Comme 108, 4 – 106, 9 donne 1,5 g, ça signifie que 1,5 litre d’air pèse 1,5 g.
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✅ Récapitulatif
📌 Le terme « air » désigne un fluide gazeux incolore, inodore et invisible.
📌 L’air n’est ni une matière liquide, ni une matière solide.
📌 L’air n’est pas un corps pur, c’est un mélange de différents constituants.
📌 Cette matière constitue l’atmosphère terrestre, dont la troposphère.
📌 Elle joue un rôle dans la photosynthèse et l’évaporation des océans.
📌 Lavoisier a été le premier à montrer que l’air possède plusieurs composants.
📌 L’air comporte 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et 1 % d’autres gaz.
📌 La qualité de l’air peut être altérée par des corps naturels ou polluants.
📌 La pression atmosphérique se mesure avec un manomètre.
📌 Il existe deux unités de mesure courantes : le Pascal (Pa) et le bar.
Conclusion
Cet article est terminé, on espère que tu connais à présent la composition de l’air et le rôle que joue ce fluide gazeux. Si tu as besoin d’aide en physique et que tu souhaites réviser depuis chez toi, tu peux prendre des cours particuliers de physique en ligne. À bientôt ! 😊
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