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Pour l'atmosphère, on ne peut pas supposer constante

Exercice supplémentaire · niveau 3 (difficile) · physique (première), chapitre 3 — Description d'un fluide au repos · Au-delà de Mariotte : gaz parfait, atmosphère, hydraulique

Énoncé

Pour l'atmosphère, on ne peut pas supposer constante : on montre que la pression suit approximativement avec km (hauteur d'échelle).

Corrigé

1. hPa.<br> 2. L'écart avec les hPa mesurés est d'environ : le modèle est bon mais imparfait, car dépend de la température, qui chute fortement avec l'altitude. Un modèle à constant suppose une atmosphère isotherme, ce qu'elle n'est pas.<br> 3. La loi du cours suppose le fluide incompressible ( constante). Elle donnerait : une pression négative, absurde. L'air se raréfie en montant, sa masse volumique décroît, et c'est cette décroissance qui transforme la loi linéaire en loi exponentielle.

Contrôle : à km, : la hauteur d'échelle est l'altitude où la pression est divisée par . Le sommet de l'Everest est juste au-dessus.

Piège : appliquer sans réfléchir la loi de la statique des liquides à l'atmosphère. Le cours le dit : elle vaut pour quelques mètres d'air, pas pour quelques kilomètres.

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