Travail Pratique 3 - Université de Montréal

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Travail Pratique 3
L’humidité atmosphérique, la pression et le vent
Objectifs
 Expliquer les processus impliqués lors du changement d’état de l’eau
 Utilisez un psychromètre ou un hygromètre ainsi que les tableaux appropriés afin de
déterminer l'humidité relative et point de rosée de l'air
 Expliquer le processus adiabatique et son effet sur le refroidissement et le
réchauffement de l'air
 Décrire les variations spatiales à l’échelle du globe des précipitations
 Calculer les variations de la température et de l’humidité relative qui se produisent à la
suite d’un refroidissement adiabatique
 Décrire la relation entre la pression et le vent
 Distinguer les anticyclones et les dépressions; cellules de haute pression et de basse
pression
 Définir les régimes de vents d’ouest, d’est et les moussons
 Décrire la relation entre la pression, la température, l’humidité
Répartition des points (total: 170)
 Section 3.1: 15 points
 Section 3.2: 12 points
 Section 3.3: 19 points
 Section 3.4: 17 points
 Section 3.5: 5 points
 Section 3.6: 10 points
 Section 3.7: 20 points
 Section 3.8: 17 points
 Section 3.9: 15 points
 Section 3.10: 40 points
 Tapez toutes les réponses dans ce fichier (.doc). Pas de réponses manuscrites seront
acceptées. Répondez aux questions des sections 1 à 10, puis imprimez le fichier (recto-
verso).
Remerciements : Certaines parties de ce travail pratique sont basées sur le cours/laboratoire de
Mark Friedl, l'Université de Boston (2011). Jeff Cardille (Université de Montréal) est remercié
pour son apport d’idées.

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Section 3.1 Humidité atmosphérique et changement de phase de l’eau (total : 15 points)
1. Afin de mieux visualiser les processus et les exigences thermiques nécessaires pour le
changement de phase de l’eau, écrivez le nom du processus en cause (à choisir dans la liste ci-
dessous) et si la chaleur est absorbée ou relâchée par l'eau au cours du processus à l'endroit
indiqué par chaque flèche sur la figure 1. [12 pts]
 Solidification, Evaporation, Sublimation, Fusion, Condensation, Condensation solide
Figure 1: Changement de phase de l’eau.
2. Pour faire fondre la glace, l’énergie thermique doit être (absorbée, libérée) par les molécules
d’eau (Soulignez la bonne réponse : «absorbée» ou «libérée»). [1 pt]
3. Le processus de condensation exige que les molécules d'eau (absorbent, libèrent) de l'énergie
thermique (Soulignez la bonne réponse: «absorbent» ou «libèrent»). [1 pt]
4. Les besoins en énergie pour réaliser la condensation solide sont (identiques, plus petits que)
l'énergie totale nécessaire pour condenser la vapeur d'eau, puis geler l'eau (Soulignez la bonne
réponse: «identiques» ou «plus petits que»). [1 pt]
Section 3.2 Capacité hygrométrique de l’air (12 points total)
5. Utilisez le tableau 1 pour illustrer la relation entre la quantité de vapeur d’eau nécessaire à la
saturation et la température. Préparez un graphique à l’aide d’Excel afin de montrer la teneur
en vapeur d'eau à saturation et la température (° C). Ajoutez un titre principal ainsi que des

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titres aux axes du graphique. Soumettre le graphique en annexe. [3 pts]
Tableau 1 : Quantité de vapeur d'eau nécessaire pour saturer un kilogramme d'air à différentes
températures, le rapport de mélange de saturation.
6. En utilisant les données du tableau de la question 5, quel est le contenu en vapeur d'eau à
saturation d'un kilogramme d'air à chacune des températures suivantes? [4 pt]
-40°C: _______________ grammes/kilogramme
68°F: _______________ grammes/kilogramme
0°C: ________________ grammes/kilogramme
20°C: ______________ grammes/kilogramme
7. À partir du tableau 1, une augmentation de la température d'un kilogramme d'air à 5 ° C, de
10 ° C à 15 ° C, (augmente, diminue) la quantité de vapeur d'eau à saturation de (3, 6) g
(Soulignez la bonne réponse: «augmente» ou "diminue" / "3" ou "6"). Toutefois, une
augmentation de la température de 35 ° C à 40 ° C (augmente, diminue) le quantité de (8, 12)
grammes (Soulignez la bonne réponse: «augmente» ou "diminue" / "8" ou "12"). ). [3 pts]
8. En utilisant le tableau 1, écrivez un énoncé qui relie la quantité de vapeur d'eau nécessaire à
la saturation à la température. Comment la vapeur d'eau change-t-elle lorsque vous changez la
température ? [2 pts]

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Section 3.3 Mesures l’humidité (total : 19 points)
9. Utilisez le tableau 1 et la formule de l'humidité relative afin de déterminer l'humidité relative
pour chacune des situations suivantes avec des températures identiques. [3 pts]
Température de l’air
Teneur en vapeur d’eau
Humidité relative
25˚C
2 g/kg
25˚C
5 g/kg
25˚C
7 g/kg
10. Dans la question 9, si la température reste constante, l'ajout de vapeur d'eau (augmente,
diminue) l'humidité relative, alors que la suppression de vapeur d'eau (augmente, diminue)
l'humidité relative (Soulignez la bonne réponse: «augmente, diminue» / «augmente, diminue»).
[2 pts]
11. Utilisez le tableau 1 et la formule de l'humidité relative pour déterminer l'humidité relative
pour chacune des situations suivantes d'eau contenu identique vapeur. [3 pts]
Température de l’air
Teneur en vapeur d’eau
Humidité relative
25˚C
5 g/kg
15˚C
5 g/kg
5˚C
5 g/kg
12. Dans la question 11, si la quantité de vapeur d'eau dans l'air reste constante, le
refroidissement (augmentera, diminuera) l'humidité relative, tandis que le réchauffement
(augmentera, diminuera) l'humidité relative.
(Soulignez la bonne réponse: «augmentera» ou «diminuera» / « augmentera», «diminuera»). [2
pts]
13. En hiver, l’air est réchauffé dans les maisons situées dans les climats froids. Quel effet peut
avoir le réchauffement sur l’humidité relative dans la maison ? Quelle solution peut être
envisagée pour diminuer cet effet ? [2 pts]
14. Expliquer pourquoi l’air dans une cave fraîche (ou sous-sol) est humide en été ? [2 pts]
15. Quelles sont les deux façons qui peuvent changer l'humidité relative de l'air ? [2 pts]

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Une des idées fausses concernant l'humidité relative est qu'elle donne uniquement une
indication précise de la quantité réelle de vapeur d'eau dans l'air. Par exemple, pendant un jour
d'hiver, si vous entendez à la radio que l'humidité relative est de 90%, pouvons-nous conclure
que l'air contient davantage de vapeur d'eau que lors d’une journée d'été qui enregistre un taux
d'humidité relative de 40%? Compléter la question 16 vous aidera à trouver une réponse.
16. Utilisez le tableau 1 pour déterminer la teneur en vapeur d'eau pour chacune des situations
suivantes. Au moment de faire les calculs, gardez en tête la définition de l'humidité relative. [2
pts]
Été
Hiver
Température (˚F)
86
14
Humidité relative (%)
75
50
Teneur (g/kg)
17. Expliquez pourquoi l'humidité relative ne donne pas une indication précise de la quantité
réelle de vapeur d'eau dans l'air. [1 pt ]
Section 3.4 Température du point de rosée (total : 17 points)
18. En vous référant au tableau 1, quelle est la température du point de rosée d'un kilogramme
d'air qui contient 7 grammes de vapeur d'eau? [1 pt]
Température du point de rosée = _______________°C
19. Quelles sont l'humidité relative et la température du point de rosée d'un kilogramme d'air à
25 ° C qui contient 10 grammes de vapeur d'eau? [2 pts]
Humidité relative = _______________%
Température du point de rosée = _______________°C
En utilisant un psychromètre ou hygromètre :
L'humidité relative et la température du point de rosée de l'air peuvent être déterminées en
utilisant un psychromètre ou hygromètre ainsi que des tableaux appropriés. Le psychromètre
est composé de deux thermomètres montés côte à côte et fixés sur un support. L'un des
thermomètres, soit le thermomètre à bulbe sec, mesure la température réelle de l'air. L'autre
thermomètre, le thermomètre à bulbe humide, possède une pièce de tissu mouillé. Comme le
psychromètre est exposé à l’air environnant, il y a évaporation de l’eau du bulbe humide, ce qui
refroidit le thermomètre. L’évaporation se poursuit jusqu'à évaporation totale de l’eau, et donc
jusqu’à ce que le tissu soit sec. Dans un air sec, le taux d'évaporation sera élevé et la