? On appelle pression atmosphérique la force exercée par les constituants de l'air sur les éléments qui l'entourent.

➡️ Par exemple, la pression atmosphérique exerce une pression sur les hommes à la surface de la Terre.

Il existe un lien entre altitude et pression. En effet, plus l'altitude augmente et plus la pression diminue. On considère que la pression diminue d'un facteur 10 tous les 16 km de plus.

Pour illustrer cela, voici des estimations de pression atmosphérique, d'altitude, et de température standard à différentes hauteurs.

Altitude (mètres)Pression Atmosphérique (hPa)Température (°C)
01013.2515
1000898.768.5
2000795.392
3000701.09-4.5
4000614.79-11
5000535.32-17.5
6000461.71-24
7000393.96-30.5
8000331.07-37
9000272.04-43.5
10000216.88-50
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Comment calculer la pression atmosphérique ? ?

Un baromètre
La pression atmosphérique est un concept clé dans la vie quotidienne !

Il existe une formule qui permet de calculer la pression atmosphérique de façon simple. Elle s'appelle la loi barométrique.

La loi barométrique ✍️

La loi barométrique se définit comme telle : avec :

ph(Pa) : pression à l'altitude lh

p0(Pa) : pression normale à une altitude nulle de 0 m et une température de 0°C, à savoir 1013 hPa

K(m-1) : constante de nivellement barométrique d'une valeur de 4p.10-5m-1

Comment mesurer la pression atmosphérique ? ☄️

A l'origine, la pression atmosphérique se mesurait en millimètres de mercure, abrégés en mmHg. On utilisait pour cela des baromètres à colonne de mercure.

nature
Lexique

Pression barométrique absolue : La pression totale de l'air à un endroit, incluant la pression normale au niveau de la mer et les variations locales.
Pression barométrique moyenne ou relative : La pression ajustée en fonction de l'altitude pour prendre en compte les variations dues à la hauteur au-dessus du niveau de la mer.
Pression barométrique réduite au niveau de la mer : La pression ajustée à une altitude spécifique pour rendre les mesures comparables entre différentes altitudes, fournissant une valeur équivalente à celle observée au niveau de la mer.

Dorénavant, on mesure la pression atmosphérique à l'aide de plusieurs appareils tels que le baromètre, l'altimètre ou encore l'hypsomètre.

? L'unité de mesure est le Pascal dans le Système International, même si on utilise couramment le bar.

En moyenne, la pression atmosphérique de base est de

1013 hPa

au niveau de la mer, soit 1013 bar.

Le baromètre ?

De façon globale, l'outil le plus fréquemment utilisé pour mesurer la pression atmosphérique est donc le baromètre. Il en existe plusieurs sortes :

Le baromètre à mercure

Inventé par Evangelista Torricelli en 1643, ce baromètre équilibre le niveau de mercure dans une colonne fermée en réaction aux changements de pression atmosphérique.

Le baromètre à eau

Apparu en 1792, ce baromètre à eau est principalement utilisé à des fins décoratives en raison de sa précision relativement limitée.

Le baromètre à gaz

Créé en 1818 par Alexandre Adie, ce baromètre utilise les variations de volume de certains gaz sous pression atmosphérique.

Le baromètre anéroïde

Inventé par Lucien Vidie en 1844, ce baromètre mesure la pression à l'aide d'une enceinte métallique hermétique déformée par la pression atmosphérique.

Le baromètre électronique

En utilisant une cloche à vide, le baromètre électronique traduit la pression en fonction des déformations. De ce fait, il permet d'offrir une méthode moderne pour mesurer la pression atmosphérique.

L'hypsomètre ?

Un mesureur de pression.
Mesurer la pression est un acte capital pour bon nombre de gestes quotidiens.

L'hypsomètre est un instrument utilisé pour mesurer l'altitude en exploitant la relation entre la pression atmosphérique, l'altitude et la température d'ébullition d'un liquide.

⚗️ Il utilise un tube rempli du liquide à ébullition, surveillé par un thermocouple pour mesurer la température pendant le chauffage. La variation de la température d'ébullition en fonction de la pression atmosphérique permet d'estimer l'altitude. Cependant, des mesures précises de la température sont essentielles, surtout à basse altitude, pour des résultats fiables.

➡️ Par exemple, au sommet du Mont Blanc, l'eau bout à 85°C en raison de la pression réduite.

Un thermocouple, basé sur l'effet Seebeck, est un dispositif utilisé pour mesurer la température en détectant le champ magnétique généré entre deux matériaux de températures différentes.

L'altimètre ?

L'altimètre est un instrument fréquemment utilisé en aviation, cartographie et alpinisme pour mesurer les variations d'altitude par rapport à un point de référence.

? Avant utilisation, il doit être calibré par un processus appelé calage altimétrique, souvent basé sur le niveau de la mer. Les altimètres barométriques mesurent la différence entre un niveau de référence défini par l'utilisateur et l'altitude.

? En utilisant le niveau de la mer comme référence, la formule internationale du nivellement barométrique est souvent employée :

D'autres types d'altimètres incluent les versions électroniques et laser, qui calculent l'altitude en mesurant le temps que met un signal réfléchi pour revenir vers l'émetteur après avoir été envoyé à la surface de la Terre.

@french_aero_ L’altimètre dans un avion ! #comment #ca #marche #secret #explications #science #aviation #pilote #frenchaeroteam ♬ son original - FRENCH-AERO

Pression atmosphérique : la variation verticale ⬆️

La variation verticale de la pression atmosphérique est un phénomène fondamental qui résulte de la répartition inégale de l'air dans l'atmosphère en fonction de l'altitude.

䷮ En général, la pression atmosphérique diminue avec l'élévation. On l'a vu, au niveau de la mer, la pression atmosphérique moyenne est d'environ 1013.25 hPa (hectopascals).

En montant en altitude, la densité de l'air diminue, entraînant une diminution de la pression atmosphérique. Cette variation verticale est cruciale pour comprendre la dynamique atmosphérique, les changements climatiques et les phénomènes météorologiques.

☁️ Ces variations verticales sont également liées à d'autres phénomènes atmosphériques tels que la formation de nuages, les précipitations, et les changements de température.

cloud
La formation des nuages

Les nuages se forment lorsque l'air, poussé par des changements de pression atmosphérique, monte dans le ciel. Lorsque cet air monte, il se refroidit, et si l'humidité est présente, la condensation se produit, donnant naissance à des nuages. Ainsi, les variations de pression atmosphérique jouent un rôle essentiel dans le processus de formation des nuages en influençant le mouvement vertical de l'air dans l'atmosphère.

Pression atmosphérique : la variation horizontale ⬅️

La variation horizontale de la pression atmosphérique joue un rôle central dans la dynamique météorologique, déterminant les flux d'air et les conditions météorologiques à travers la surface terrestre.

? Les zones de haute pression, caractérisées par un excédent d'air descendant, créent des conditions anticycloniques avec des ciels dégagés et des vents relativement calmes.

? En revanche, les zones de basse pression, où l'air ascendant prédomine, sont associées à des conditions dépressionnaires, entraînant souvent des nuages, des précipitations et des vents plus forts.

Ces variations horizontales de pression sont intimement liées aux fronts météorologiques, des zones de transition entre différentes masses d'air. Les météorologues utilisent des cartes isobariques pour représenter ces variations horizontales, montrant des lignes de pression égale (isobares) qui permettent de visualiser les systèmes météorologiques en mouvement.

Comprendre la variation horizontale de la pression est essentiel pour prédire les changements météorologiques, anticiper les phénomènes tels que les tempêtes et les précipitations, et interpréter les modèles climatiques à l'échelle régionale et mondiale.

La température atmosphérique ?

➡️ La température atmosphérique est une mesure fondamentale qui caractérise l'agitation thermique des molécules d'air dans l'atmosphère terrestre.

Un thermomètre accroché à un mur.
La température est directement liée à nos modes de vie.

Comprendre la température atmosphérique est essentiel pour appréhender les variations climatiques, les phénomènes météorologiques et leurs impacts sur notre environnement.

⚠️ Bien que la température atmosphérique soit une mesure distincte de la pression atmosphérique, les deux sont souvent interconnectées et influent mutuellement sur les conditions atmosphériques. Comprendre la température peut donc contribuer à une compréhension plus complète de la pression atmosphérique.

Quels sont les effets de la température sur la pression atmosphérique ? ?

  • Lorsque la température augmente, les molécules d'air se déplacent plus rapidement, provoquant une augmentation de la pression atmosphérique. Cela est dû à une augmentation du nombre de collisions entre les molécules, ce qui exerce une pression sur les surfaces environnantes.
  • À l'inverse, une diminution de la température peut entraîner une diminution de la pression atmosphérique, car les molécules d'air se déplacent moins rapidement.

Les facteurs qui influencent la température atmosphérique ?

Plusieurs facteurs influent sur la température atmosphérique :

  • Altitude : À mesure que l'on s'élève dans l'atmosphère, la température tend à diminuer. C'est pourquoi les montagnes ont souvent des températures plus basses que les zones au niveau de la mer.
  • Latitude : Les régions près de l'équateur ont tendance à être plus chaudes, tandis que celles près des pôles sont plus froides.
  • Heure du jour et saisons : La température varie au cours de la journée et des saisons en raison de l'inclinaison de l'axe terrestre par rapport au soleil.

Comment mesurer la température atmosphérique ? ?

Le thermomètre

C'est l'instrument de base pour mesurer la température. Il fonctionne en utilisant l'expansion et la contraction d'un liquide (généralement du mercure) en réponse aux changements de température.

L'hygromètre à cheveu

L'hygromètre à cheveu mesure l'humidité relative de l'air. Il utilise les propriétés hygroscopiques des cheveux humains ou d'autres fibres. En absorbant l'humidité, les cheveux changent de longueur, ce qui permet de calculer l'humidité relative.

Le psychromètre

Le psychromètre mesure l'humidité relative en comparant la température d'un thermomètre sec à celle d'un thermomètre mouillé. L'évaporation de l'eau refroidit le thermomètre mouillé, et la différence de température est utilisée pour déterminer l'humidité relative.

Pression atmosphérique : expériences ⚗️

Une paille dans un verre.
Rien de tel que des expériences pour mieux comprendre ce que l'on expérimente chaque jour !
  1. Expérience du Verre Retourné :
    • Placez un verre transparent (par exemple, un verre à boire) complètement sous l'eau dans un évier ou une bassine. Assurez-vous qu'il est bien rempli d'eau.
    • Tout en maintenant le verre immergé, retournez-le et soulevez-le hors de l'eau. Vous remarquerez que l'eau ne s'écoule pas du verre tant que son ouverture reste sous la surface de l'eau.
    • Cette expérience démontre que l'air emprisonné dans le verre crée une pression atmosphérique qui maintient l'eau à l'intérieur du verre même lorsqu'il est retourné.
  2. Expérience de la Paille dans l'Eau :
    • Prenez une paille en plastique et pliez-la légèrement en formant un angle.
    • Pincez l'extrémité pliée de la paille avec vos doigts, puis insérez l'autre extrémité dans un verre d'eau.
    • Relâchez la paille pincée. L'eau ne montera pas dans la paille. Cela est dû à la pression atmosphérique qui maintient l'eau à l'intérieur de la paille.
  3. Expérience de la Bouteille d'Eau et du Bouchon :
    • Remplissez une bouteille d'eau à moitié, puis fermez-la avec un bouchon.
    • Appuyez fermement sur la bouteille avec votre main pendant quelques secondes, puis relâchez-la.
    • Vous observerez que le bouchon "saute" après avoir relâché la pression exercée sur la bouteille. Cela montre comment la pression atmosphérique agit sur le bouchon.
  4. Expérience de la Canette Écrasée :
    • Prenez une canette vide en aluminium.
    • Chauffez la canette avec un sèche-cheveux pendant quelques minutes.
    • Plongez rapidement la canette chauffée dans de l'eau froide. La canette se comprimera sous l'effet de la diminution de pression interne due au refroidissement rapide.
@docnozman Expérience à refaire chez vous, pour observer un phénomène de pression ? stylé non ? #pourtoi #foryou #fyp #science ♬ Breaking Bad Main Title Theme (Extended) - Dave Porter

Et vous, quelles sont vos expériences pour mesurer la pression ?

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Clément

Freelancer et pilote, j'espère atteindre la sagesse en partageant le savoir que j'ai acquis lors de mes voyages au volant de ma berline. Curieux scientifique, ma soif de découverte n'a d'égale que la durée de demie-vie du bismuth 209.