Bonjour,
Lors d'un récent voyage en avion, suite à l'annonce par le commandant de bord de l'altitude : un peu + de 9000 m, et de la température : -43°c, je me suis demandé pourquoi les nuages, que je pensais essentiellement composés de vapeur d'eau, ne sont pas transformés en glace dans ces conditions ? ce qui ne serait pas sans poser de (gros) problèmes à l'aéronotique.
Question stupide ?
Envoyé par jmry
Il fallait bien entendu lire aéronautique.
1000 excuses aux passionnés.
Salut à toi,
L'eau gèle à 0°C à condition que la pression atmosphérique soit de une atmosphère, ce qui n'est pas le cas à 9000 m d'altitude.
Erik
oui l'eau est de la glace à 0°C et 101325 Pa, or à 9000mètres d'altitude, la pression est beaucoup moins grande.
De plus certains nuages sont effectivements constitués de cristaux de glace en suspension dans l'air. S'il atteignent une certaine taille critique dépendant de l'altitude, ils tombent et se transforment en vapeur. Il ne s'agit pas de glacons volants, il s'agit de fines particules de glace.
"Une théorie n'est scientifique que si elle est réfutable". Karl Popper
La pression moyenne à 9000 mètres est de 300 hp, température - 43.5 degrés.
Les nuages à cette altitude sont les cirrus, cristaux de glace.
Et la vitesse du son de 303.79 mètres par secondes, soit mach 0.89
Non ! La vitesse du son est de Mach 1, par définition... Par contre, tu peux dire que la vitesse du son à cette altitude est de 0.89 fois celle au niveau de la mer.soit mach 0.89
celle là elle est bien bonne, halman ! (sans me moquer de toi)
Mach 1 est par définition la vitesse du son
seulement, celle ci dépend directement de la densité du milieu traversé.
Plus le milieu est dense, plus la vitesse de propagation est grande
Ainsi, la pression atmosphérique étant inférieure aux hautes altitudes qu'au niveau de la mer, la vitesse du son est moins importante la haut.
Mach1 a donc une valeur moins élevée en altitude qu'au niveau de la mer.
de même, dans l'eau, la propagation du son est plus rapide en profondeur (la ou la pression est plus élevée) qu'en surface, en moyenne : d'autres facteurs entrent en jeu comme la salinité et le profil bathymétrique (zone de convergence, couche de surface, reflexion par le fond)
ce qui rend d'ailleurs le travail des opérateurs sonars de sous marins assez complexe (il faut parfois chercher la profondeur optimale pour améliorer les capacité de detection)
http://isitv.univ-tln.fr/~lecalve/oc...es/fiche3F.htm
la vitesse du son depend UNIQUEMENT de la temperature
désolé mais c'est faux
la température joue un rôle NETTEMENT moins important (considérant les variations de température terrestre, disons de -50 a +40 °C) que la densité du milieu ...
ceci est vrai pour la diffusion du son dans l'air comme dans l'eau.
regarde donc le lien que je donne juste au dessus.
pour être plus complet, disons que le seul endroit ou la température joue un rôle important dans la diffusion du son, c'est dans les couches supérieures des océans, jusqu'a une centaine de mètres de profondeur.
si on part du fond des océans jusqu'au sommet de l'atmosphère, il n'y a que 100 mètres ou la température a une influence importante.
100m sur 110 km d'épaisseur, ça fait pas des masses ...
rhoo... je t assure que le mach number depend UNIQUEMENT de la temperature y a pas a chercher plus loin. je suis sure que d autre personne pourront confirmer cela
pour preuve de ce que je viens de dire:
LSS: local speed of sound ( en kts )
38.94: cst
LSS=38.94 x la racine carree de la temperature en kelvin
je ne vois pas ou la densite interviens
Salut,
Ca, c'est une attitude constructive... d'autant plus que je suis désolé, mais je dois aussi te contredire : si tu regardes le profil de la vitesse du son en fonction de la profondeur dans les océans, passé le thermocline (vers 1500 m, profondeur en-dessous de laquelle la température est quasiment homogène) la vitesse du son croît avec la profondeur, et donc la pression. Mais peut-être que cet effet est négligeable si tu considère de faibles variations de pression (ce qui est encore plus facile si tu es dans l'air plutôt que dans l'eau)... d'où ta formule, écrite à densité constante.y a pas a chercher plus loin
Slu
______________
Match nul, pour un milieu donné la densité du milieu de propagation dépend de la température,
La vitesse du son dépend de la densité du milieu dans lequel la propagation a lieu. Plus le milieu est dense, plus le son se propage vite. Dans l'air, il se propage à une vitesse d'environ 340 m/s. Cette vitesse dépend de la densité de l'air qui est à son tour dépendant de la température.
oui ds l air la difference est tellement infime qu on peut dire que uniquement la temperature fait jouer d ou ici ma cst de 38.94
ca m avait choque qu on dise que seul la densite rentre en ligne de compte ( ds l air ) ce qui n est pas vrai c la temp qui est le facteur le plus important
Slu
Oui, mais à 10000 m d'altitude, la différence de pression avec celle au sol est significative. Il est donc faux de dire que seule la température importe.
Et si le milieu de propagation est un gaz nettement plus dense ou moins dense que l'air,
à altitude égale, la vitesse des ondes sonores variera de manière significative
même si ces gaz sont à une température identique.
Pour se rendre compte de l'importance de la densité sur la vitesse du son, il suffit de comparer différents matériaux : 340 m/s dans l'air, 1500 m/s dans l'eau et environ 5000 m/s dans les solides.
Mais c'est vrai que dans le cas de l'air, si les variations d'altitude ne sont pas trop grandes, alors on peut très bien négliger la variation de la vitesse du son en fonction de la pression.
Si puisque la température dépend de la pression.Slu
Oui, mais à 10000 m d'altitude, la différence de pression avec celle au sol est significative. Il est donc faux de dire que seule la température importe.
Et si le milieu de propagation est un gaz nettement plus dense ou moins dense que l'air,
à altitude égale, la vitesse des ondes sonores variera de manière significative
même si ces gaz sont à une température identique.
Vitesse du son = 331.5 + 0.61 * T (deg c)
Slu
S'agissant de l'atmosphère, la lecture attentive de cette page te montre que ce n'est pas vrai pour les très hautes couches.
Et il peut y avoir pour une pression au sol identique des températures variables selon la saturation en humidité de l'air, l'ensoleillement, bref les variables météorologiques.
donc, si je suis ton raisonnement, lors des grands froids en sibérie (record -88°C) le mach va considérablement baisser au niveau du sol pour etre inférieur a celui a 20.000 mètres !
Ca te parait pas un peu étrange ça ? Moi j'y crois pas une seconde ... il doit manquer quelque chose a ton equation là !
N'importe quel pilote te dira que c'est l'altitude (donc la différence de pression) qui modifie les parametres Mach, de façon notoirement plus importante que la température externe ...
il me semble que le fait d'omettre, dans ton equation, de faire figurer la pression atmo en pascal la rend caduque ...
la densité de l'air ne dépend pas uniquement de la température, il ne faut pas oublier la gravité terrestre qui impose aux couches inférieures d'avoir une pression supérieure aux couches externes, même a température equivalente.
Donc ta formule a un problème
elle doit representer un modèle d'ou la gravitation est exclue
ce qui n'est donc pas un modèle valable pour notre exemple.
Et en ce qui concerne l'eau, la devise du sous marinier, c'est run deep, run silent
run deep pourquoi ? car c'est toujours (95% du temps) en descendant au plus profond qu'on a la meilleure portée acoustique.
la variation de température entre 200 et 600 mètres doit être infime (une poignée de degré) cependant la qualité d'ecoute est considérablement différente.
ceci est du a l'augmentation de pression (X3) qui influe beaucoup plus sur la propagation du son que ne le fait la température.
ceci étant vrai dans un type de couche a reflexion par le fond, si il existe une zone de convergence ou une couche de surface, les choses sont différentes il est vrai :
avec une zone de convergence, l'augmentation de qualité de reception est tres variable
sans rentrer trop dans le detail (j'ai quelques centaines d'heures a sub command ou le milieu marin est excellement modélisé) avec une zone de convergence, le son subit une reflexion sur la couche.
en gros si la couche est a 100 mètres, il faut se placer a 80 mètres pour entendre au meiux ce qui se passe en surface OU descendre au plus profond (600 mètres pour un SNA ricain ou russe) pour obtenir un resultat supérieur.
on entend moins bien les contacts de surface a 250m qu'a 100 ou 600 mètres dans ce type de couche.
ceci est du a la reflexion du son sur la couche (cf les shéma au dessus), ca ne change pas la vitesse du son mais la direction de sa propagation.
Dans l'eau on peut donc dire que le facteur d'amélioration de la propagation du son est la profondeur, donc la pression, et que les variations de température influencent peu cette vitesse de propagation mais ont une grosse influence sur les directions de propagation.
Slu
S'agissant de l'atmosphère, la lecture attentive de cette page te montre que ce n'est pas vrai pour les très hautes couches.
Et il peut y avoir pour une pression au sol identique des températures variables selon la saturation en humidité de l'air, l'ensoleillement, bref les variables météorologiques.
un truc me chiffonne un peu sur ton lien, donpanic, ce graphique ->
http://www.astrosurf.com/lombry/Physique/atmosphere.gif
il montre des objets satellisés a 800km, comme si c'était la limite inférieure pour avoir un satellite artificiel
Or ISS, par exemple, est a 320km d'altitude ...
ce qui me rend quelque peu septique sur la validité de ce graphique ...
Slu
L'ISS perd de régulièrement de l'altitude par frottement aérodynamique comme tous les satellites à une altitude inférieure à 800 km, donc tout satellite inférieur à cette altitude a pour destin de s'écraser sur Terre, non ?
Bonjour,
J'aimerai relancer ce sujet passionnant par deux questions. Bah, c'est anecdotique mais si quelqu'un aurait une idée ça me rendrait bien service...
C'est au sujet de Mars et de Vénus.
Connaissant les températures, la composition de leurs atmosphères ainsi que leurs pressions moyennes, quelle peut être la vitesse de propagation du son sur ces corps au niveau du sol ?
Merci !
Salut,
La vitesse du son est donnée par la relation :avec
Dans le cas d'un gaz parfait, on a :
En pratique, les gaz ne sont pas vraiment parfaits, et d'autres facteurs que la température peuvent jouer.
Slu
S'agissant de l'atmosphère, la lecture attentive de cette page te montre que ce n'est pas vrai pour les très hautes couches.
Et il peut y avoir pour une pression au sol identique des températures variables selon la saturation en humidité de l'air, l'ensoleillement, bref les variables météorologiques.
pffff.
la formule donnée n'est bonne que pour la troposphère bien sur !!!
Et c'est la bonne !!!
Celles pour les autres couches sont différentes évidemment !!!!
Pour en revenir à la question initiale
L’eau liquide gèle ,quelle que soit la pression , à 0°C.
Ce qui suit la pression c’est la température de condensation , en liquide au dessus de 0°C et en solide en dessous de 0°C.
Pour les nuages ,qui sont composés de micro gouttelettes d’eau au départ ,il y a un phénomène de surfusion ,qui permet à l’eau de rester liquide en dessous de 0°C.
Mais à 9000 m et donc –43°C il n’y a pas de problème les nuages sont constitués de micro-particules de glace.
J’avoue ne pas savoir s’il y a risque de givrage sur la coque des avions mais je pense que pour qu’il y ait givrage il faut être à plus basse altitude , là où la glace est moins froide et où elle risque de « coller » aux parois par phénomène de fonte superficielle suite au choc et de regel ensuite.
De toute façon il existe des dispositifs de dégivrage.
A plus
