L'Atmosphère - FUNisaesupaero+25001... · – 21 % dioxygène O2 ... Mesure la densité des...
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Physique de l'atmosphère
● L'air sec est un mélange de gaz
– 78 % azote N2
– 21 % dioxygène O2
– 1 % d'autres gaz
● Vapeur d'eau en quantité très variable
– Entre 0 et 7 %
● L'air est lourd
– 1,225 kg/m3 (1013 hPa, 15°C)
Physique de l'atmosphère
● L'air se comporte comme un gaz parfait
Densité de molécules30.1018 molécules/cm3
Pas d'interactionSauf choc
Distance entre 2 chocs68 nm
● L'air se comporte comme un gaz parfait
TempératureMesure la vitesse d'agitation
P augmente quand
T augmente
Physique de l'atmosphère
● L'air se comporte comme un gaz parfait
Masse volumique ρ Mesure la densité des molécules et leur poids
P augmente quand
ρ augmente
Physique de l'atmosphère
Physique de l'atmosphère
● L'air se comporte comme un gaz parfait diatomique
● L'équilibre statistique de toute les molécules se traduit par :
P pression en
T température absolue en (0°C = 273,15 K)
● Toujours vérifié
– À l'échelle de quelques libres parcours moyens
Physique de l'atmosphère
● L'équilibre hydrostatique de l'atmosphère
– Traduit l'équilibre vertical de l'atmosphère
– Bien vérifié dans l'air au repos
Physique de l'atmosphère
● L'équilibre hydrostatique de l'atmosphère
– Traduit l'équilibre vertical de l'atmosphère
mP, z
P+dp, z+dz
s
Physique de l'atmosphère● Un point de l'atmosphère situé à l'altitude est défini par :
– Sa température
– Sa pression
– Sa masse volumique
● Ces trois paramètres sont reliés à par
– Une équation d'état
– Une équation différentielle
● Il nous faut donc pour que l'atmosphère soit entièrement définie
– Des conditions initiales
– Une équation supplémentaire
Atmosphère standard
● Définie par l'OACI puis ISO dans les années 70
● Fondée sur :
– Conditions initiales au niveau de la mer
– Loi d'évolution de la température● Décroissance jusqu' à
● T constante jusqu' à
Température
0
5 000
10 000
15 000
20 000
25 000
30 000
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40 000
45 000
50 000
- 7 0 - 6 0 - 5 0 - 4 0 - 3 0 - 2 0 - 1 0 0 1 0 2 0
Z (ft)
θ (°c)
atmosphère standard
Atmosphère standard● On peut calculer la pression à chaque altitude
● Ce qui s'intègre du sol à l'altitude z :
Atmosphère standard● On peut calculer la pression à chaque altitude
● Ce qui s'intègre du sol à l'altitude z :
0 200 400 600 800 1000 12000
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Pression
Pression (hPa)
Z (m)
Z (ft) Atmosphère standard
18 000
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Pression
Pression (hPa)
Z (m)
Z (ft) Atmosphère standard
12 500
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Atmosphère standard
-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 200
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50000Température
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Densité
0 200 400 600 800 1000 12000
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Pression
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Vitesse du son
Atmosphère standard
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5000
10000
15000
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25000
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50000Température
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,10
5000
10000
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Densité
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Vitesse du son