Mesurer la pression atmosphérique

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Classe(s) : 2de | Thème(s) : La pression
Corpus Corpus 1
Mesurer la pression atmosphérique

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Rappels de cours

1La pression atmosphérique

 La pression atmosphérique est la pression existant dans l’air constituant l’atmosphère ; elle se mesure avec un baromètre. Sa valeur dite normale à l’altitude zéro est .

 La pression atmosphérique diminue avec l’altitude.


Lieu


Altitude


(valeur approximative)


Bord de la mer




Pistes de ski alpin




Sommet du mont Blanc



2La loi de Boyle-Mariotte


À température constante, la pression et le volume d’un nombre donné de molécules de gaz sont liés par la relation :

.

exemple Un même gaz occupe un volume double si la pression est divisée par deux.

3La modification du rythme respiratoire en altitude

 Lors de la pratique d’une activité sportive, le besoin en dioxygène augmente. D’après la loi de Boyle-Mariotte, pour une quantité d’air donnée, le produit de la pression atmosphérique par le volume d’air inspiré est constant : . Or, en altitude, diminue.

 Donc pour inspirer le même nombre de molécules d’air, il faut inspirer un volume plus grand. Comme le volume des poumons ne peut pas changer, c’est la fréquence respiratoire qui doit être plus élevée.

Méthodes

Comprendre l’influence de l’altitude

La quantité de matière , en mol, contenue dans un litre d’air à s’exprime en fonction de la pression , en pascal, selon la relation .

1. Déterminer la quantité d’air contenue dans un litre d’air à l’altitude zéro à , puis la quantité contenue dans un litre d’air au sommet du mont Blanc. Comparer et .

2. Quelle est la conséquence pour un alpiniste ?

Solution

1. Les valeurs des pressions sont données page précédente :

à l’altitude zéro,

et à d’altitude .

Donc

et, .

Donc .

2. Pour inspirer autant d’air (et d’oxygène), l’alpiniste devra donc augmenter sa fréquence respiratoire.

Utiliser la loi de Boyle-Mariotte

Une bouteille est remplie de = d’air comprimé. Le manomètre indique une pression intérieure de = bars (à ). Quel est le volume d’air respirable quand il est détendu à la pression atmosphérique de =) ?

Solution
  • D’après la loi de Boyle-Mariotte, pour une même quantité d’air, à température constante, le produit reste constant. et sont les valeurs initiales dans la bouteille et et les valeurs hors de la bouteille. , d’où :

  • Le volume d’air respirable à pression normale est de .

Une bouteille de capacité 12 L peut donc contenir environ 2 000 L d’air dont la compression permet de réduire le volume.

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