Je suis actuellement en train de faire mon grand oral de physique- chimie et j’aimerais choisir comme problématique pourquoi plus fait-il plus froid quand l’altitude augmente?
Je ne sais pas trop si ça convient et rentre dans le programme de terminale. J’ai déjà un peu commencé, j’aimerais savoir si ce que j’ai fait est juste et peux fonctionner pour un grand oral.
Partie 1 : La chute de pression
L’atmosphère est un fluide. Plus on est bas, plus on supporte le poids de la colonne d’air située au-dessus de nous. C'est la pression atmosphérique.
En montant, cette colonne d'air diminue, et donc la pression baisse. En physique, on utilise souvent le modèle du gaz parfait (PV=nRT). Si la pression (P) diminue, le volume (V) de l'air a tendance à augmenter. On dit que l'air se détend."
Partie 2 : La détente adiabatique
"Imaginons maintenant une 'bulle' d'air chaud qui s'élève. Ce mouvement est souvent rapide. Si rapide que cette bulle n'a pas le temps d'échanger de chaleur avec l'air environnant. En thermodynamique, on appelle cela une transformation adiabatique (Q=0). le premier principe de la thermodynamique : ΔU=W+Q.
Puisque la transformation est adiabatique, Q=0. Il ne reste que ΔU=W.
Pour se détendre et prendre plus de place dans une zone de basse pression, la bulle d'air doit littéralement 'pousser' l'air qui l'entoure.
En faisant cela, elle fournit un travail (W) à l'extérieur. Comme elle donne de l'énergie, ce travail est compté négativement pour le système.
L'énergie interne (U) de notre bulle diminue donc."
Partie 3 : Pourquoi fait-il froid ?
En physique, pour un gaz, l'énergie interne est directement liée à l'agitation thermique des molécules, et donc à la température.
Si l'énergie interne diminue parce que le gaz a utilisé ses ressources pour se détendre, alors sa température baisse obligatoirement.
C'est ce qu'on appelle le gradient thermique adiabatique. Dans une atmosphère sèche, cette baisse est d'environ 1°C tous les 100 mètres. C'est pour cette raison qu'au sommet du Mont Blanc (4800m), il fait environ 30°C de moins qu'au niveau de la mer au même moment."
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