L'air et la pression des gaz Physique-Chimie 4e

⚡ Physique-Chimie🎒 4e (collège)✅ 12 exercices corrigés ⬇️

En bref : L'air est un mélange de gaz : environ soixante-dix-huit pour cent de diazote, vingt-et-un pour cent de dioxygène et un pour cent d'autres gaz. Il a une masse : un litre d'air pèse environ un gramme deux. Un gaz est compressible et expansible : ses molécules, très espacées, bougent sans cesse et frappent les parois, ce qui crée la pression, mesurée en pascal. La pression atmosphérique vaut environ mille treize hectopascals. Comprimer, c'est moins de volume et plus de pression.

📖 La leçon

🖼️ Le schéma à retenir

L'essentiel à retenir

L'air qui nous entoure est un mélange : environ 78 % de diazote (N₂), 21 % de dioxygène (O₂), un peu d'argon, de dioxyde de carbone (0,04 %) et de vapeur d'eau. Même s'il est invisible, l'air est de la matière : il occupe un volume et possède une masse, environ 1,2 g par litre dans les conditions habituelles. On peut le vérifier en pesant un ballon avant et après l'avoir gonflé.

Au niveau microscopique, un gaz est formé de molécules très éloignées les unes des autres, en mouvement désordonné et rapide. C'est pourquoi un gaz est compressible (on peut réduire son volume, comme dans une pompe à vélo bouchée) et expansible (il occupe tout l'espace disponible). Les chocs incessants des molécules sur les parois créent la pression. Elle se mesure avec un manomètre, en pascal (Pa) ; on utilise souvent l'hectopascal (1 hPa = 100 Pa) ou le bar (1 bar = 100 000 Pa).

La pression atmosphérique est due au poids de l'air au-dessus de nous : environ 1 013 hPa au niveau de la mer, soit à peu près 1 bar. Elle diminue avec l'altitude, car il y a moins d'air au-dessus. Quand on comprime un gaz à température constante, son volume diminue et sa pression augmente, car les molécules frappent les parois plus souvent. Chauffer un gaz dans un récipient fermé augmente aussi sa pression, car les molécules vont plus vite : c'est pourquoi on ne jette jamais un aérosol au feu.

Vocabulaire

• Diazote N₂ — gaz le plus abondant de l'air (78 %).
• Dioxygène O₂ — gaz de l'air nécessaire à la respiration et aux combustions (21 %).
• Compressible — dont on peut réduire le volume.
• Pression — force exercée par les chocs des molécules sur une surface, en pascal (Pa).
• Manomètre — instrument qui mesure la pression d'un gaz.
• Pression atmosphérique — pression de l'air ambiant, environ 1 013 hPa au niveau de la mer.

La question de devoir

« Expliquez, à l'aide du modèle moléculaire, pourquoi la pression augmente quand on comprime l'air d'une seringue bouchée. » Plan : 1) décrire le gaz : molécules espacées, en mouvement, qui frappent les parois ; 2) comprimer réduit le volume sans changer le nombre de molécules ; 3) les chocs sur les parois sont plus fréquents, donc la pression augmente.

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