Chimie
En chimie, on rencontre deux pressions de référence :
- la pression standard, notée p° : 1 bar = 105 Pa ≈ 14,504 psi, recommandée par l'IUPAC ;
- la pression normale : 1 atm = 760 mm Hg = 1,013 25·105 Pa ≈ 14,696 psi, .
Il n'y a pas de température standard. Il convient donc de toujours préciser la température considérée.
L'expression « Conditions normales de température et de pression » (CNTP) spécifie une température de 0°C (273,15 K) et une pression de 1 atm (définie comme étant 101,325 kPa, ou 1,013 25 bar). On peut alors déterminer le volume qu'occupera une mole d'un gaz parfait dans les conditions CNTP en utilisant la loi des gaz parfaits : 22,4 l/mol.
L'expression « Conditions ambiantes de température et de pression » (CATP) spécifie une température de 25°C (298,15 K) et une pression de 100 kPa (1 bar). La « température ambiante » est de 25 °C ; si la pression n'est pas précisée, on suppose implicitement une pression de 100 kPa.
Bien qu'il existe des variations à cette définition, la plus commune est la température et la pression auxquelles la constante d'équilibre d'auto-ionisation de l'eau est 1,0·10-14.
Atmosphères normalisées
Lorsque l'on s'intéresse à des variations notables d'altitude, il faut définir des valeurs normalisées selon l'altitude ; ce sont les atmosphères normalisées.
L'atmosphère terrestre est soumise à de nombreuses variations de température et de pression. Bien que les valeurs varient en fonction du moment et de la position sur le globe de manière extrêmement complexe (en raison de nombreux paramètres, comme le relief, l'ensoleillement, l'humiditéss, les vent, la température des courants marins…), on définit toutefois des valeurs typiques de référence qui ne dépendent que de l'altitude.
De manière globale :
- il s'établit un gradient thermique entre le sol, dont la température est gouvernée par la géothermie et l'ensoleillement (effet de corps noir, effet de serre, effet albédo), et l'espace ;
- il s'établit un gradient de pression : la pression est créée par le poids de l'air situé au-dessus du lieu considéré ; il faut prendre en compte la compressibilité de l'air ainsi que la variation de la gravité avec l'altitude.
À faible altitude, la pression atmosphérique baisse de 1
hPa chaque fois que l'on s'élève de 8 mètres, et la température baisse d'environ 1 °C chaque fois que l'on s'élève de 100 m.
Atmosphère type OACI
L'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI) définit l'« atmosphère type OACI » (ISA pour International Standard Atmosphere) comme étant (au niveau de la mer) 101,325 kPa, 15°C et 0 % d'humidité. Ces valeurs sont utilisées pour calculer diverses caractéristiques de performance aéronautique, telles que l'endurance, le rayon d'action, la vitesse aérienne et la consommation de carburant. Pour se reporter à une altitude barométrique autre que le niveau de la mer, la température est ajustée selon le gradient thermique adiabatique prescrit (qui est de -6,5°C/km pour les premiers 11 km).[Manuel de l'atmosphère type OACI (élargie jusqu'à 80 kilomètres (262 500 pieds)), Doc 7488/3 édition, 1993]
En ce qui concerne l'aéronautique :
- Au niveau de la mer, l'air est à 15 °C et à 101,325 kPa ;
- La troposphère s'étend de 0 à 11 km ; la température décroît linéairement de -6,5°C par km, elle a donc une température de -56,5 °C à la tropopause ;
- À la tropopause et à la basse stratosphère, entre 11 et 20 km d'altitude, la température est constante et vaut -56,5 °C ;
- Dans la moyenne stratosphère, entre 20 et 32 km, l'air se réchauffe linéairement de +1°C par km, elle atteint donc -44,5 °C à 32 km d'altitude.
Pour la
météorologie, on extrapole ce modèle pour des altitudes plus élevées :
- Dans la haute stratosphère, entre 32 et 47 km d'altitude, la température croît linéairement de +2,8°C par km, atteignant -2,5°C à 47 km ;
- Dans la stratopause, de 47 à 51 km, la température reste constante à -2,5°C.
Pour l'aéronomie, on étend ce modèle jusqu'à la
mésopause, à 85 km d'altitude : la température décroît linéairement et atteint -90°C à cette altitude.
Tableau de valeurs
On obtient les valeurs suivantes :
|
altitude (km)
|
pression (hPa)
|
température (°C)
|
| 0
| 1013
| 15
|
| 0,5
| 955
| 12
|
| 1
| 900
| 8,5
|
| 1,5
| 845
| 5,5
|
| 2
| 794
| 2
|
| 2,5
| 746
| -1
|
| 3
| 700
| -4,5
|
| 3,5
| 658
| -7,5
|
| 4
| 617
| -11
|
| 5
| 541
| -17,5
|
| 6
| 471
| -24
|
| 7
| 411
| -30,5
|
| 8
| 357
| -37
|
| 9
| 307
| -43,5
|
| 10
| 265
| -50
|
| 11
| 227
| -56,5
|
| 12
| 194
| -56,5
|
| 13
| 165
| -56,5
|
| 14
| 141
| -56,5
|
| 15
| 119
| -56,5
|
| 20
| 55
| -46
|
| 30
| 11
| -38
|
| 40
| 3
| -5
|
| 50
| 0,9
| +1
|
| 60
| 2,5 10-2
| -20
|
| 100
| 4,0 10-4
| -64
|
| 200
| 1,3 10-6
| 822
|
| 300
| 2,0 10-7
|
953
|
| 400
| 4,4 10-8
| 973
|
| 500
| 1,1 10-8
| 977
|
Atmosphère Army Standard Metro
L'atmosphère Army Standard Metro, utilisée en balistique, définit les conditions au niveau de la mer comme étant 29,5275 mm Hg de pression (99,9916 kPa), 59°F (15°C), et 78 % d'humidité.[U.S. Army Ballistic Research Laboratory, U.S. Army Aberdeen Proving Ground]
Voir aussi
Articles connexes
Sources
Standardtryck och -temperatur
