Masse volumique de l’air

Valeur approchée à connaître



Le programme de seconde exige que soit connu l’ordre de grandeur de la masse volumique de l’air, on peut donc retenir la valeur approchée suivante:

ρair = 1,3 kg.m-3

à défaut de retenir cette valeur approchée il faut au minimum savoir que la masse volumique de l’air est proche d’un kg par mètre cube.

Il est aussi à noter que le kilogramme par mètre cube est une unité de masse volumique équivalente au gramme par litre par conséquent:

ρair = 1,3 kg.m-3 = 1,3 g.L-1

Remarque
Cette valeur est non seulement approchée mais peut aussi connaître des variations en fonction de la température, de la pression atmosphérique, de l’altitude, de l’humidité de l’air.

Valeurs précises

Si une valeur plus précise de masse est nécessaire on peut exploiter les données suivantes:

Pour un air sec (pas de vapeur d’eau) à la pression atmosphérique (Pression de 1013 hPa) et une altitude proche de 0 m par rapport au niveau de la mer alors

  • ρair = 1,29 kg.m-3à 0°C
  • ρair = 1,20 kg.m-3à 20°C
  • ρair = 1,09 kg.m-3à 50°C
  • ρair = 1,00 kg.m-3à 80°C

Influence de la température sur la masse volumique de l’air

Comme le montrent les valeurs du paragraphe précédent, la masse volumique de l’air dépend de la température, lorsqu’elle augmente la masse volumique décroît.

Variation de la masse volumique de l’air avec l’altitude

La composition volumique de l’air est stable avec l’altitude mais ce n’est pas le cas de sa masse volumique. En effet la pression atmosphérique diminue avec l’altitude et cette diminution de pression influence la masse volumique de l’air:

Plus l’altitude est élevée et plus la masse volumique est faible.

Cette diminution de la masse volumique de l’air explique par exemple la difficulté croissante à respirer en altitude, l’air garde une proportion volumique d’une vingtaine de pourcent en dioxygène mais la quantité de gaz pénétrant dans les poumons à chaque inspiration diminue.

Influence de l’humidité sur la masse volumique de l’air

L’humidité, c’est à dire la proportion de vapeur d’eau présente dans l’air a une influence sur la masse volumique de l’air. Lorsque l’humidité de l’air augmente la proportion des molécule d’eau augmente tandis que celle des molécules de dioxygène et de diazote diminue or les molécules d’eau possèdent une masse plus faible par conséquent:

plus l’humidité de l’air est élevée et plus sa masse volumique est faible.

Par exemple, à 30°C et à une pression atmosphérique de 1013 hPa la masse volumique d’un air sec (sans vapeur d’eau) est de 1,164 kg.m-3 alors qu’est est de 1,146 kg.m-3 pour une humidité relative de 100%

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