 composition volumétrique |
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Les proportions massiques et volumiques dans l'air
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Au sein de l'
air sec
de la
basse atmosphère
et de la
moyenne atmosphère
, la plupart des composants gardent des proportions massiques constantes, les exceptions provenant en outre de corps très faiblement présents, hormis peut-être le
gaz carbonique
. Il est remarquable que ces proportions restent invariables
—
alors qu'elles correspondent à un simple mélange et non à une combinaison chimique
—
, et ceci quelles que soient les conditions affectant les grandeurs caractéristiques de l'air sec d'une
parcelle
: sa
pression partielle
p
a
(légèrement inférieure à la
pression atmosphérique
, qui lui ajoute la pression partielle de la
vapeur d'eau
), son volume
V
, sa masse
m
a
, sa
température
T
, liées par l'équation d'état
p
a
V
=
m
a
R
a
T
, où le nombre
R
a
est proche de 287 J.kg
- 1
.
K
- 1
; les masses
m
1
,
m
2
, ...,
m
n
des
n
composants essentiels de l'air sec présents dans la parcelle (avec, pratiquement,
m
1
+
m
2
+ ... +
m
n
=
m
a
) offrent donc des proportions constantes
µ
1
=
m
1
/
m
a
,
µ
2
=
m
2
/
m
a
, ...,
µ
n
=
m
n
/
m
a
quelles que soient les valeurs de
V
et
T
. |
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On préfère cependant dimensionner la "présence" de ces
n
composants gazeux à l'aide de la composition volumétrique de l'air sec, qui regroupe l'ensemble de leurs proportions volumiques dans la parcelle : ces dernières fournissent en pourcentage la proportion du volume
V
qui serait occupée par chacun des composants à la
pression
p
a
et à la température
T
. On aurait alors, pour les volumes
v
1
,
v
2
, ...,
v
n
se complétant de façon à former le volume
V
,
n
égalités semblables à
p
a
v
1
=
m
1
R
1
T
(les constantes
R
1
,
R
2
, ...,
R
n
sont chacune spécifiques d'un composant gazeux et vérifient l'égalité
m
1
R
1
+
m
2
R
2
+ ... +
m
n
R
n
=
m
a
R
a
). Il en résulte que les compositions volumétriques des
n
composants ont respectivement pour expressions 100
µ
1
R
1
/
R
a
, 100
µ
2
R
2
/
R
a
, ..., 100
µ
n
R
n
/
R
a
: on doit alors garder à l'esprit l'existence de ces facteurs
R
1
/
R
a
,
R
2
/
R
a
, ...,
R
n
/
R
a
qui distinguent la répartition en volume et la répartition en masse dans la composition de l'air sec (lorsqu'on dit que l'azote et l'oxygène composent respectivement les quatre cinquièmes et le cinquième de l'
atmosphère
, il s'agit de proportions volumiques et non pas massiques). |
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