pression atmospherique maximale

[inviteadf97b25]

Bonjour,

Avant de me faire assassiner, je tiens à préciser que je n'ai pas fait de physique depuis le passage à l'euro, et encore ça volait pas bien haut ...

Petite question concernant la pression atmosphérique : Pour un astre tellurique quelconque, et sans tenir compte d'autre facteurs, est-il possible de déterminer une pression atmosphérique théorique maximale "au niveau de la mer", compte-tenu de sa masse, de sa température (au sol ?) et de la composition de la dite atmosphère ?

Je me pose la question car je n'arrive pas à bien me représenter ce qu'est une atmosphère, ou plutôt, j'ai des doutes quant à son fonctionnement. Je crois comprendre que les gaz les plus légers s'échappent de l'atmosphère d'un astre (par exemple l'hélium pour la Terre, l'oxygène pour Mars etc.), mais il semblerait que des astres moins massif (Titan) puissent retenir une atmosphère "plus dense" (avoir une pression atmosphérique élevée) et ce à cause de la température, plus faible.

Du coup, je pense qu'on entre dans des notions de physique qui me dépasse : l'énergie cinétique (ou pas ... ). Ou, dans ma représentation mentale d'ignorant : si le gaz est suffisamment chaud et/ou léger, il va plus vite que la vitesse de libération de l'astre, donc il se barre.

Là où je ne suis plus sûr (déjà que ...) c'est : est-ce que je peux "ajouter" autant de gaz que j'ai envie dans une atmosphère, tant qu'il n'est pas trop chaud/trop léger, il ne s'échappe pas. Ou, est-ce que si "j'ajoute" du gaz dans une atmosphère, il y a un moment ou cette atmosphère est "pleine", à la manière d'un réservoir, et déborde, le surplus s'échappe.

La deuxième hypothèse correspondrait peut-être plus à ma représentation, (il y a une pression maximale théorique pour un astre, au delà de cette pression les gaz s'échappent) mais je voulais votre avis éclairé sur la question. Et si c'est le cas, j'aurais bien voulu comprendre le pourquoi du comment (plus il est pressurisé plus il va vite ?) et éventuellement avoir une idée de formule simplissim-issime.

Désolé pour ce roman et merci pour vos réponses.
-----

[f6bes]

Bjr à toi,
Si l'astre est MOINS massif, que se passe t il vis à vis de SA gravité ?
C'est y quoi qui "retiens" plus ou moins l'atmosphére sur un astre?

Donc plus la gravité est faible, plus......
Bonne journée

[inviteadf97b25]

Bonjour,

Si l'astre est MOINS massif, que se passe t il vis à vis de SA gravité ?

Si l'astre est moins massif, sa gravité diminue. (est-ce qu'on devrait dire pesanteur ?)

C'est y quoi qui "retiens" plus ou moins l'atmosphére sur un astre?

Un ensemble de facteurs dont j'ai une petite idée mais sur lequel je cherche des précisions, d'où ma question de départ, l'une des incertitudes soulevée par ma question étant de savoir si la pression atmosphérique elle-même joue un rôle dans la conservation ou non d'une partie de l'atmosphère.

Donc plus la gravité est faible, plus......

... rien du tout. Si tu veux que je dise que plus la masse d'une planète est faible, donc plus sa gravité (pesanteur ?) est faible, donc moins son atmosphère est dense, tu te trompes (dans le fait que je le dise, peut-être est-ce que tu as raison sur le fond, mais ce n'est pas ce que je crois).

C'est justement pour ça que j'ai cité Titan. Avec une gravité de 1.352 m/s² sa pression atmosphérique est de 146.7 kPa, comparée aux 9.806 m/s² de gravité de la Terre (~700 %) et sa pression de 101.3 kPa (~70%). Le tout pour des atmosphères "sensiblement" semblables en composition : 98% d'azote sur Titan, 80% d'azote sur Terre et 20% d'oxygène (l'oxygène étant plus lourd que l'azote). Or avec la représentation que tu propose (ou ce que je crois en deviner), Titan devrait avoir "moins d'atmosphère" que la Terre.

Bonne journée/soirée également.

[Tawahi-Kiwi]

Si l'astre est moins massif, sa gravité diminue. (est-ce qu'on devrait dire pesanteur ?)

Pour tout autre variable etant inchangee, c'est correct. Mais il faut garder a l'esprit que...
Saturne est tres massive, et pourtant sa gravite est similaire a la Terre (du a sa faible densite); Si une planete est heterogene, sa gravite pourrait augmenter (legerement) alors que sa masse diminue.

C'est justement pour ça que j'ai cité Titan. Avec une gravité de 1.352 m/s² sa pression atmosphérique est de 146.7 kPa, comparée aux 9.806 m/s² de gravité de la Terre (~700 %) et sa pression de 101.3 kPa (~70%). Le tout pour des atmosphères "sensiblement" semblables en composition : 98% d'azote sur Titan, 80% d'azote sur Terre et 20% d'oxygène (l'oxygène étant plus lourd que l'azote). Or avec la représentation que tu propose (ou ce que je crois en deviner), Titan devrait avoir "moins d'atmosphère" que la Terre.

Titan perd son atmosphere. A la difference de la Terre, la planete entiere contient une partie gelee (sous des formes diverses) de composes qui peuvent contribuer a l'atmosphere; qui elle s'echappe du a la faible gravite, le vent solaire et la photolyse. Sur Terre, une analogie peut etre faite avec les clathrates de methane.

Reste la question inverse du pourquoi d'autres satellites Saturniens ou Joviens n'ont pas d'atmosphere.

Finalement, tu peux en theorie , ajouter autant d'atmosphere que tu veux a une planete, a condition d'avoir une source pour les gaz. C'est de cette maniere que se forme les geantes gazeuses.

T-K

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee6546ae1]

Reste la question inverse du pourquoi d'autres satellites Saturniens ou Joviens n'ont pas d'atmosphere.


T-K

Question que je me suis souvent posée.
Pourquoi Io, par exemple, n'a pas une atmosphère aussi dense que celle de Titan, alors qu'au niveau source de gaz il y a de quoi faire.

[Tawahi-Kiwi]

Question que je me suis souvent posée.
Pourquoi Io, par exemple, n'a pas une atmosphère aussi dense que celle de Titan, alors qu'au niveau source de gaz il y a de quoi faire.

Pour Io, la temperature de surface est de -130ºC; a cette temperature le SO₂ est solide.

La surface d'Io est jaune la ou le soufre est reduit (natif S₈) et melange au SO₂, plus blanchatre ou ces "neiges" de SO₂ se deposent sans soufre.
Les zones rougeatres sont du soufre natif decompose.

T-K

[inviteadf97b25]

Bonjour,

merci pour ces précisions !

Finalement, tu peux en theorie , ajouter autant d'atmosphere que tu veux a une planete, a condition d'avoir une source pour les gaz. C'est de cette maniere que se forme les geantes gazeuses.

Ben c'est justement ce dont je ne suis pas sûr, est ce qu'il n'y a pas un moment ou le surplus de gaz à plutôt tendance à sortir de l'atmosphère plutôt qu'à y rester compte tenu de la pression qui y règne ("y a trop de monde ici les gars, on se barre"). Ou est-ce que la pression de l'atmosphère est négligeable par rapport à toutes les autres forces qui s'exerce sur ce surplus de gaz (voir n'entre carrément pas dans le calcul) et que comme tu le dis, potentiellement, il peut y en avoir autant que l'on veut.

Pour le reste, j'étais plus dans une représentation instantanée que sur la durée et avais donc omis volontairement les vents solaires ou le renouvellement de l'atmosphère par les composés présents sur la planète. Je regarde ce que sont la photolyse, les clathrates de methane et me renseigne sur les géantes gazeuses.

Merci bien !

[inviteadf97b25]

Je ne trouve pas comment éditer mon message précédent, désolé pour le double post.

Ma question est justement de savoir si on peut considérer l'atmosphère d'un astre comme un réservoir, qui ne peut être rempli que jusqu'à un certain point (ce qui serait pour moi plus intuitif) et dans ce cas, à partir de quels éléments et de quelle manière calculer la contenance maximale de ce réservoir pour une composition d'atmosphère donnée. Ou si l'atmosphère d'une planète ne se comporte absolument pas de cette manière et qu'on peut potentiellement y ajouter autant de gaz qu'on veut. Merci et encore désolé.

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

s'il y a "trop de gaz", cela ne s'echappe par le haut, mais s'accumule dans le bas. Au fur et a mesure que l'atmosphere s'epaissit, la pression dans la basse atmosphere augmente, eventuellement devenant liquide (et/ou supercritique), et si on continue a faire croitre l'atmosphere, potentiellement solide.

Ex: Si la Terre avait l'atmosphere de Venus (comprendre CO₂ et pression importante (90 bar)) mais la meme temperature de surface (20ºC), la Terre entiere serait recouverte d'un ocean de CO₂ liquide, flottant (je pense) sur un ocean d'eau.

T-K

[inviteadf97b25]

s'il y a "trop de gaz", cela ne s'echappe par le haut, mais s'accumule dans le bas.

Ça à l'air tellement évident que j'ai honte de ne pas y avoir pensé. Merci beaucoup de m'avoir fait revenir sur les bases.

Mais du coup ça pose bien la notion d'une atmosphère max, quand ajouter un gaz augmente la pression du gaz le plus bas au point où celui-ci devient liquide, l'atmosphère est "pleine".

Merci encore.

[invite51d17075]

ben, le pb dépend du gaz en question.
il faut voir tous les diagramme de chaque gaz.
un exemple sympa est venus qui est la tellurique avec le plus de pression dans le système solaire.
env 100 atm, pour 500°C de temp, mais une atmosphère principalement constituée de CO2.
( dans une gravité semblable à la notre je crois )

[invitee6546ae1]

Pour Io, la temperature de surface est de -130ºC; a cette temperature le SO₂ est solide.

La surface d'Io est jaune la ou le soufre est reduit (natif S₈) et melange au SO₂, plus blanchatre ou ces "neiges" de SO₂ se deposent sans soufre.
Les zones rougeatres sont du soufre natif decompose.

T-K

Très intéressant, merci beaucoup.