Chapitre 2 : Que trouve-t-on dans l'air ? (p. 38)


I. Composition et propriétés de l'air

1. La composition volumique de l'air

  • L'air est un mélange gazeux constitué principalement de deux gaz :
    • Environ $80\text{ \%}$ de diazote ($N_2$) (soit $\frac{4}{5}$ du volume).
    • Environ $20\text{ \%}$ de dioxygène ($O_2$) (soit $\frac{1}{5}$ du volume).
  • Il contient également d'autres gaz en très faibles quantités : argon, dioxyde de carbone ($CO_2$), vapeur d'eau, etc.

2. La masse de l'air

  • L'air a une masse. Dans les conditions usuelles de température et de pression ($20^\circ\text{C}$ et $1013\text{ hPa}$), la masse d'un litre d'air est d'environ $1{,}3\text{ g}$.

II. Pression et état gazeux

1. Pression d'un gaz

  • Les molécules d'un gaz frappent continuellement les parois du récipient : cela crée une pression.
  • La pression se mesure à l'aide d'un baromètre (pour l'air ambiant) ou d'un manomètre (pour un gaz enfermé).
  • L'unité de pression du système international est le pascal ($\text{Pa}$). On utilise fréquemment le hectopascal ($1\text{ hPa} = 100\text{ Pa}$) ou le bar ($1\text{ bar} = 100\text{ }000\text{ Pa}$).

Points importants (L'essentiel du cours)

  • L'air contient environ $4$ volumes de diazote pour $1$ volume de dioxygène.
  • La masse d'un litre d'air est $m_{\text{air}} \approx 1{,}3\text{ g/L}$ dans les conditions ordinaires.
  • La pression d'un gaz s'exprime en pascal ($\text{Pa}$) ou hectopascal ($\text{hPa}$).

Ce que l'élève doit savoir et savoir-faire

Savoirs (Connaissances) :

  • Connaître la composition volumique de l'air ($80\text{ \%}$ $N_2$, $20\text{ \%}$ $O_2$).
  • Connaître la valeur approchée de la masse d'un litre d'air ($1{,}3\text{ g}$).
  • Connaître les unités de pression ($\text{Pa}$, $\text{hPa}$, $\text{bar}$).

Savoir-faire (Capacités) :

  • Réaliser une expérience de déplacement d'eau pour mesurer la masse d'un litre d'air.
  • Mesurer une pression à l'aide d'un manomètre.