La pression atmosphérique
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BRUNET Jérémy MEAR Josselin RICHARD Benjamin Réalisation d’un baromètre électronique I. Etude de la pression - L’origine du baromètre - Le baromètre lié à la météorologie - Définition de la pression - Utilité de la pression avec la météorologie - Etudes des variations II. Montage électronique - Description du capteur - Réalisation du montage sous PSPICE ~ Création du montage ~ Prises de mesures sur PSPICE - Etude du CAN - Création du circuit imprimé - Réalisation du montage sur le circuit - Etalonnage du capteur III. Partie Informatique - Acquisition des données - Réalisation du programme de lecture en C - Analyse des données transmises par le CAN - Affichage de la pression via le programme - Analyse météorologique des données Les origines du baromètre Le baromètre commence à être étudié vers 1635 lorsque Galilée est confronté à un problème du à un pompage d'eau. Celui-ci meurt avant de pouvoir résoudre le problème mais soulève la solution que l'air doit avoir un poids. Torricelli, qui succède à Galilée dans ce projet utilise ses notes et démontre, avec un tube de mercure, que l'air possède bien un poids. Ses expériences prouvent que quelque soit la plongée du tube dans la bassine de mercure, la hauteur reste la même. Il remarque aussi que la hauteur du mercure dans le tube varie au cours du temps. En 1643, Torricelli invente donc le baromètre. Dans les années qui suivirent, Pascal réitéra l'expérience de Torricelli à différentes altitudes. Cette dernière permis de montrer que l'air avait en effet un poids car la hauteur du tube dans le mercure variait suivant l'altitude à laquelle se trouvait Pascal. De nos jours, le tube de mercure n'est plus utilisé car il était encombrant et c'est un métal cher et toxique. Il existe aussi trois autres sortes de baromètres sans prendre en compte les barographes qui permettent de mettre sur papier les variations de pression. Le baromètre à eau qui dépende de trop de variables et n'est donc plus utilisé sauf en tant qu'objet de décoration. Le baromètre à gaz qui consiste à remplacer le mercure par un gaz qui se comprime et se détend suivant la pression atmosphérique. Le baromètre anéroïde qui indique la pression sur un cadran. Celui-ci fonctionne grâce à une aiguille qui varie suivant la pression appliquée sur un ressort. Le baromètre lié à la météorologie Beaucoup de baromètres différents ont été créés durant les années qui suivirent son invention mais il n'a pas été utilisé dans un but météorologique mais seulement pour étudier les propriétés mécaniques de l'air. La compréhension réelle de la pression atmosphérique a été longue et difficile durant tout ce temps et parfois de mauvaises interprétations ont été déduites. Il a fallu attendre le XXème siècle pour voir donner au baromètre une véritable utilisation météorologique. Il faut pour cela étudier cette mesure sur plusieurs heures pour voir apparaître des variations en fonction de l'arrivée d'une tempête ou d'un ensoleillement. Baromètre de Goethe Baromètre anéroïde Baromètre à mercure La pression atmosphérique La pression atmosphérique représente la masse de l’atmosphère. Elle se mesure en hectoPascal. Elle varie suivant la composition de l’air et le nombre de molécules qui y sont présente. Le pression subie des variations verticales (d’un facteur 10 tous les 16km) et horizontales. On a les formules suivantes : P=F/S PV=nRT qui conforme que le nombre de molécules présente fait varier la valeur de la pression. P = Pression en Pa V = Volume en m3 R = Constante qui vaut 8.31 J mol-1 K-1 T = Température en Kelvin n = Quantité de matière en mol Il arrive aussi que l’on mesure la pression en psi (Pound per Square). C’est une unité de pression anglo-saxonne. Nous avons la relation suivante : 1 psi = 6 894 Pa = 0,068 94 bar Utilité de la pression avec la météorologie Dans la météorologie, la pression est un outil qui peut servir pour envisager les conditions à venir. Les baromètres sont des instruments permettant d’interpréter les diminutions ou augmentations de la pression. Elle s’étudie sur une longue durée pour pouvoir établir des hypothèses sur les variations météorologiques. Nous savons aussi que la pression subie des variations verticales et horizontales. On étudie donc ces variations pour prévoir les changements de temps. Ainsi, nous pouvons anticiper l’arrivée d’un anticyclone, d’une dépression ou tout autre phénomène s’y rapportant. L’anticyclone est une région où la pression est plus élevée que dans les autres zones de même niveau. Il est souvent signe de beau temps bien qu’il puisse entraîner des orages l’été et du brouillard en hiver. Cette tendance vers un beau temps est due aux vents à la base de l’anticyclone. Ceux-ci induisent un courant d’air chaud et donc une évaporation. C’est pour cela qu’un anticyclone prévoit un beau temps. La dépression est une région où la pression est plus basse que dans les autres zones de même niveau. On remarquera aussi qu’une dépression s’accompagne souvent un mauvais temps. Le thalweg est une zone de dépression étendue. On peut distinguer un axe au centre de chaque étendue horizontale. La direction de cet axe reste la même sur toute la surface dépressive. La dorsale est une zone, à l’inverse du thalweg, dans laquelle on trouve une étendue anticyclonique. Tout comme pour le thalweg, on distingue un axe en son centre pour toute partie horizontale. La direction de cet axe est la même sur toute l’étendue.
