théorie sur lair. composition de lair lair que nous respirons est un fluide gazeux lair est...
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Théorie sur l’air
Composition de l’air
L’air que nous respirons est un fluide gazeux
L’air est composé principalement d’azote et d’oxygène
Composition en VolumeAzote 78.09% N2
Oxygène 20.95% O2
Argon 0.93% ArAutres 0.03%
Pression atmospérique La pression atmosphérique
est due au poids de l’air au dessus de nous
Elle diminue en grimpant une montagne et augmente en descendant dans une mine !
Cette pression depent aussi des conditions atmosphériques.
Atmosphère standard
l’atmosphere standard est definie par “The International Civil Aviation Organisation”. Pression et temperature au niveau de la mer :
1013.25 milli bar absolu et 288 K (15OC)
1013.25 m bar
Pression atmosphérique
On peut observer la pression atmosphérique sur les cates météo
Les lignes appelées “ isobares” montre le contour de la pression en millibar
Ces indications permettent de prévoir la direction et la force du vent !
LOW
1015 mb
1012 mb
1008 mb
1000 mb
996 mb
Baromètre à Mercure
La pression atmosphérique peut être mesurée avec une colonne de mercure (Hg) par sa hauteur.
760 mm Hg = 1013.9 millibar approximativement.
Un baromètre à eau devrait mesurer 10 mètres de haut.
Hg = 13.6 fois la densité de H2O
760 mm Hg
Pression atmosphérique et dépression
la force développée par la pression atmosphérique est trés utilisée dans l’industrie pour maintenir par aspiration aussi
L’air est retiré d’un coté laissant la pression atmosphérique faire son travail de l’autre coté.
Pression
1 bar = 100000 N/m2 (Newtons par mètre au carré)
1 bar = 10 N/cm2
Pour mesurer les pressions faibles l’unité qu’on utilise est le millibar (mbar) 1000 mbar = 1 bar
Unités de Pression
L’unité légale est la PASCAL : “Pa” Il existe néanmoins plusieurs unités de pression
leurs équivalent sont listées ci dessous.
1 bar = 100000 N/m2 1 bar = 100 kPa 1 bar = 14.50 psi 1 bar = 10197 kgf/m2
1 mm Hg = 1.334 mbar approx. 1 mm H2O = 0.0979 mbar approx.
Pression et force
Pression et force
L’air comprimé exerce une force sur toute les surfaces du réservoir.
L’eau condensée sera aussi comprimée et transmettra la force au réservoir.
Chaque cm² reçoit une force de 10 Newtons pour une pression de 1 bar dans le réservoir.
Pressure and force
La force développée par un piston est égale à la surface (m²) effective multipliée par la pression (Pa).
Force = R2 P En Newtons
D mm
P bar
donnéesD = diamètre du cyllindre en mmP = presion en Pascal.
1bar = 100000 Pa
F = P S
Pression et force
Lorsqu’un vérin double effet est alimenté à la même pression dans les 2 chambres, le piston sort à cause de la différence de surface de chaque coté du piston !
Dans un vérin à double tige il y a équilibre !
Pression et force Dans un distributeur la pression dans les orifices n’oblige pas le
tiroir à se déplacer car les surfaces sont les mêmes à gauche et à droite ce qui produit des forces égales et opposées.
P1 et P2 sont les pressions d’alimentation et d’échappement.
P1 P2
Pression et force Dans un distributeur la pression dans les orifices n’oblige pas le
tiroir à se déplacer car les surfaces sont les mêmes à gauche et à droite ce qui produit des forces égales et opposées.
P1 et P2 sont les pressions d’alimentation et d’échappement.
P1P2
Pression et force Dans un distributeur la pression dans les orifices n’oblige pas le
tiroir à se déplacer car les surfaces sont les mêmes à gauche et à droite ce qui produit des forces égales et opposées.
P1 et P2 sont les pressions d’alimentation et d’échappement.
P1 P2
lois des gaz
The gas laws
Pour une masse d’air donné observons les propriétés de la pression, du volume et de la température.
Pour cela fixons une variable et regardons comment évoluent les 2 autres
À température constante
À pression constante
À volume constant
P.V = constant
= constantV
T
= constantPT
à Temperature constante
à Temperature constante
On appelle cette transformation une ISOTHERME (iso = même, therme = température)
Cette transformation dans être suffisamment lente pour que la chaleur puisse s’évacuer.
On observe PxV=cte
0 2 4 6 8 160
2
4
6
8
10
12
Volume V
Pressure Pbar absolute
P1.V1 = P2.V2 = constant
10 12 14
14
16
à Temperature constante
On appelle cette transformation une ISOTHERME (iso = même, therme = température)
Cette transformation dans être suffisamment lente pour que la chaleur puisse s’évacuer.
On observe PxV=cte
0 2 4 6 8 160
2
4
6
8
10
12
10 12 14
14
16
Volume V
Pressure Pbar absolute
P1.V1 = P2.V2 = constant
à Temperature constante
On appelle cette transformation une ISOTHERME (iso = même, therme = température)
Cette transformation dans être suffisamment lente pour que la chaleur puisse s’évacuer.
On observe PxV=cte
0 2 4 6 8 160
2
4
6
8
10
12
10 12 14
14
16
Volume V
Pressure Pbar absolute
P1.V1 = P2.V2 = constant
à Temperature constante
On appelle cette transformation une ISOTHERME (iso = même, therme = température)
Cette transformation dans être suffisamment lente pour que la chaleur puisse s’évacuer.
On observe PxV=cte
0 2 4 6 8 160
2
4
6
8
10
12
10 12 14
14
16
Volume V
Pressure Pbar absolute
P1.V1 = P2.V2 = constant
à Temperature constante
On appelle cette transformation une ISOTHERME (iso = même, therme = température)
Cette transformation dans être suffisamment lente pour que la chaleur puisse s’évacuer.
On observe PxV=cte
0 2 4 6 8 160
2
4
6
8
10
12
10 12 14
14
16
Volume V
Pressure Pbar absolute
P1.V1 = P2.V2 = constant
à pression Constante
à pression Constante
Le volume est proportionnel à la température.
Si l’air est chauffé il augmente de volume, s’il est refroidit il diminue de volume !
0o Celsius = 273K
0 0.25 0.5 0.75 1 2-60
-40
-20
0
20
40
60
Volume
TemperatureCelsius
1.25 1.5 1.75
80
100
293K
V1 V2T1(K) T2(K)
= c=
à pression Constante
Le volume est proportionnel à la température.
Si l’air est chauffé il augmente de volume, s’il est refroidit il diminue de volume !
0o Celsius = 273K
0 0.25 0.5 0.75 1 2-60
-40
-20
0
20
40
60
Volume
TemperatureCelsius
1.25 1.5 1.75
80
100 366.25K
V1 V2T1(K) T2(K)
= c=
à pression Constante
Le volume est proportionnel à la température.
Si l’air est chauffé il augmente de volume, s’il est refroidit il diminue de volume !
0o Celsius = 273K
0 0.25 0.5 0.75 1 2-60
-40
-20
0
20
40
60
Volume
TemperatureCelsius
1.25 1.5 1.75
80
100
219.75K
V1 V2T1(K) T2(K)
= c=
à volume constant
à volume constant
L’air est dans une chambre close son volume ne peut pas varier
Lorsque l’air est chauffé la pression augmente
Lorsque l’air est refroidi la pression diminue
0oC = 273K
0 5 10 20-60
-40
-20
0
20
40
60
TemperatureCelsius
15
80
100
0
2
4
68
bar
10
12
14
16
P1 P2T1(K) T2(K)
= c=
bar absolute
à volume constant
L’air est dans une chambre close son volume ne peut pas varier
Lorsque l’air est chauffé la pression augmente
Lorsque l’air est refroidi la pression diminue
0oC = 273K
0 5 10 20-60
-40
-20
0
20
40
60
TemperatureCelsius
15
80
100
0
2
4
68
bar
10
12
14
16
P1 P2T1(K) T2(K)
= c=
bar absolute
à volume constant
L’air est dans une chambre close son volume ne peut pas varier
Lorsque l’air est chauffé la pression augmente
Lorsque l’air est refroidi la pression diminue
0oC = 273K
0 5 10 20-60
-40
-20
0
20
40
60
TemperatureCelsius
15
80
100
0
2
4
68
bar
10
12
14
16
P1 P2T1(K) T2(K)
= c=
bar absolute
à volume constant
L’air est dans une chambre close son volume ne peut pas varier
Lorsque l’air est chauffé la pression augmente
Lorsque l’air est refroidi la pression diminue
0oC = 273K
0 5 10-60
-40
-20
0
20
40
60
bar absolute
TemperatureCelsius
15
80
100
0
2
4
68
bar
10
12
14
16
P1 P2T1(K) T2(K)
= c=
Débit d’air comprimé
unités
Le débit c’est mesurer : un volume d’air par unité de temps.
Unités : Litre ou dm3 par
secondel/s or dm3/s
mètres cubes par secondem3/s
1 mètre cubeou 1000 dm3
1 litre = 1 decimètre cube
1 cubic foot
Occupation de l’air
Actual volume of 1 litre of free air at pressure
La distance entre les 2 barres rouge représente le volume occupé par 1 litre d’air aux différentes pressions.
0
1/8
1/16
1/4
1/2
1 litre1bar a
2bar a
4bar a
8bar a
16bar a
conversions
Unités de pression complémentaires
Atmosphere = 1.01325 bar 1 mm Hg = 1.334mbar approx. 1 mm H2O = 0.0979 mbar approx.
1 kPa = 10.0 mbar 1 MPa = 10 bar 1 kgf/cm2 = 981 mbar 1 N/m2 = 0.01 mbar
Unités de pression complémentaires
1 bar = 100000 N/m2 1 bar = 1000000 dyn/cm2
1 bar = 10197 kgf/m2
1 bar = 100 kPa 1 bar = 14.50 psi 1 bar = 0.98690 atmospheres
Unités de pression complémentaires
1 dyn/cm2 = 0.001mbar 1 psi = 68.95mbar 1 atmosphere = 14.7 psi 1 atmosphere = 760 Torr 1 inch Hg = 33.8 mbar 1 inch H2O = 2.49mbar
Conversion de température
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
233
253
273
293
313
333
353
373
393 La température absolue est mesurée en degrés Kelvin OK
Sur l’échelle Celsius l’eau gèle à 0OC et bout à 100OC
OK = OC + 273.15 Les Fahrenheit et les
Celsius coïncident à - 40O
OF = OC. 9/5 + 32
OK
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
OF OC