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Concept
Masse volumique de l'air
Résumé
La masse volumique de l'air (rho) caractérise la masse d'air qui est contenue dans un mètre cube. Elle se mesure en kilogrammes par mètre cube (kg/m). À une altitude donnée, l'air subit une pression induite par la masse de la colonne d'air située au-dessus. La masse volumique de l'air est plus importante au niveau de la mer ( à ) et décroît avec l'altitude.
Au sol, l'air a une plus grande masse volumique, une plus grande pression et, sauf en cas d'inversion météorologique, une température plus élevée. Il devient moins dense quand l'altitude augmente.
Si la température était constante quelle que soit l'altitude, la pression et la masse volumique de l'air diminueraient de la même manière avec l'altitude, d'après la formule de nivellement barométrique :
avec .
La température varie toutefois de manière importante suivant l'altitude : voir les différentes formules de nivellement barométrique.
La diminution théorique de la pression et de la masse volumique de l'air, qui devraient diminuer de moitié tous les cinq mille mètres, n'est pas tout à fait exacte, mais constitue une bonne approximation.
90 % de l'atmosphère est située en dessous de d'altitude.
75 % de l'atmosphère est située en dessous de d'altitude.
50 % de l'atmosphère est située en dessous de d'altitude.
D'après la loi des gaz parfaits, la masse volumique de l'air s'écrit :
(kg/m)
avec :
P, la pression de l'air (Pa) ;
M, la masse molaire de l'air (kg/mol) ;
R, la constante universelle des gaz parfaits (8,3144621 J·K-1·mol-1) ;
T, la température (K).
En choisissant pour pression celle de l'atmosphère standard internationale (ISA) au niveau de la mer : P0 = = = :
pour T0 = () : ρ0 = ;
pour T = (), température de l'atmosphère ISA : ρ15 = ;
pour T20 = () : ρ20 = ;
pour T25 = () : ρ25 = .
Ceci est généralisé en : avec T en K.
Une valeur plus précise de la masse volumique de l'air peut être obtenue en tenant compte de l'humidité de l'air, car cette dernière modifie la constante spécifique de l'air . La masse volumique de l'air humide s'écrit : .
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