L'atmosphère
1. L’atmosphère
- Définition : L’atmosphère est la pellicule de gaz qui entoure la Terre et contient tout l’air terrestre.
- Rôles essentiels de l’atmosphère :
- Fournit le dioxygène indispensable à la vie terrestre.
- Régule la température moyenne de la Terre à environ 15°C grâce à l’effet de serre.
- Protège des rayons ultraviolets nocifs via la couche d’ozone.
- Sert de bouclier contre les petites météorites en les détruisant avant qu’elles n’atteignent la surface.
À retenir : Sans l’atmosphère, la vie sur Terre serait impossible.
2. La composition de l’air
-
L’air est un mélange homogène de gaz, principalement :
Gaz Proportion approximative Diazote (N₂) 80 % Dioxygène (O₂) 20 % -
Il y a donc quatre fois plus de diazote que de dioxygène.
-
Seul le dioxygène est utilisé par les êtres vivants pour respirer.
La composition de l'air
L'air est un mélange de gaz composé principalement de diazote (N₂) et de dioxygène (O₂). Sa composition moléculaire se représente par 4 molécules de diazote pour 1 molécule de dioxygène.
| Gaz principal | Proportion approximative |
|---|---|
| Diazote (N₂) | 78 % |
| Dioxygène (O₂) | 21 % |
| Autres gaz | 1 % |
1. Pollution de l'air
Les activités humaines modifient la composition de l'air en y ajoutant des gaz polluants comme le dioxyde d’azote (NO₂) et le dioxyde de soufre (SO₂), ainsi que des particules fines. Ces polluants proviennent surtout des transports, de l’industrie et du chauffage domestique. Ils peuvent causer des problèmes de santé graves : infections, inflammations, cancers.
2. Le rôle de l'air dans les combustions
Pour qu'une combustion ait lieu, il faut réunir trois éléments indispensables :
- Combustible : matière qui brûle (ex. bois, pétrole, butane).
- Comburant : matière qui alimente la combustion, toujours le dioxygène (O₂).
- Énergie d’activation : chaleur nécessaire pour démarrer la combustion.
La combustion ne peut pas se produire sans dioxygène, qui est le comburant essentiel.
Le rôle de l'air dans les combustions
1. Le rôle de l'air dans les combustions
L'air est indispensable à la combustion car il contient le dioxygène (O₂), gaz nécessaire pour que le feu puisse se maintenir.
a) Test à la buchette incandescente (pour détecter le dioxygène)
- Méthode :
- Enflammer une buchette ou une allumette, puis l’éteindre en soufflant dessous pour qu’elle reste incandescente (avec une braise à l’extrémité).
- Plonger la buchette incandescente dans un tube contenant le gaz à tester.
- Résultat :
- Si la flamme se ravive, le gaz contient du dioxygène.
- Sinon, il n’y a pas ou trop peu de dioxygène.
Le dioxygène est donc le gaz de l’air qui permet la combustion.
2. Le cas du dérèglement climatique (rappel sur l’effet de serre)
-
Le Soleil émet des rayons, principalement :
- Lumière visible
- Rayons infrarouges (responsables de la chaleur)
-
Seule la matière des rayons atteint le sol terrestre.
-
Le reste est soit :
- Renvoi vers l’espace par l’albédo (réflexion sur surfaces claires)
- Absorption par les gaz à effet de serre dans l’atmosphère
-
Les gaz à effet de serre absorbent la chaleur et contribuent à maintenir la température de la Terre.
L’air joue un double rôle : il fournit le dioxygène pour la combustion et contient des gaz qui influencent le climat par l’effet de serre.
L'effet de serre et le dérèglement climatique
L'effet de serre est un phénomène naturel qui permet à la Terre de maintenir une température moyenne de 15°C, indispensable à la vie. Sans lui, la température moyenne serait de -18°C.
1. Fonctionnement de l'effet de serre
- Les rayons du soleil traversent l'atmosphère et réchauffent la surface de la Terre.
- La Terre émet ensuite cette énergie sous forme de rayons infrarouges (chaleur).
- Une partie de ces rayons infrarouges s'échappe vers l'espace, mais la majorité est absorbée et renvoyée vers le sol par les gaz à effet de serre.
2. Gaz à effet de serre principaux
| Gaz | Symbole chimique |
|---|---|
| Dioxyde de carbone | CO₂ |
| Méthane | CH₄ |
| Vapeur d'eau | H₂O |
3. Bilan énergétique simplifié
| Phénomène | Pourcentage |
|---|---|
| Rayons solaires renvoyés dans l’espace | 30% |
| Rayons absorbés par les gaz à effet de serre | 20% |
| Rayons absorbés par le sol | 50% |
| Rayons infrarouges émis par le sol | 100% (après absorption) |
| Rayons infrarouges renvoyés dans l’espace | 5% |
| Rayons infrarouges retenus par les gaz à effet de serre | 95% |
4. Dérèglement climatique et effet de serre
- L'augmentation des gaz à effet de serre due aux activités humaines renforce cet effet naturel.
- Cela provoque un réchauffement global de la planète, appelé dérèglement climatique.
- Ce dérèglement entraîne des conséquences graves sur les écosystèmes, le climat et les sociétés humaines.
L'effet de serre naturel est essentiel à la vie, mais son augmentation excessive cause le dérèglement climatique.