L’atmosphère terrestre est composée d’air.L’air est un mélange de gaz, 78% d’azote et 21% d’oxygène avec des traces de vapeur d’eau, de dioxyde de carbone, d’argon et de divers autres composants. Nous modélisons habituellement l’air comme un gaz uniforme (sans variation ni fluctuation) dont les propriétés sont une moyenne de tous les composants individuels.Tout gaz a certaines propriétés que nous pouvons détecter avec nos sens.Les valeurs et les relations des propriétés définissent l’état du gaz.
Sur cette diapositive, vous trouverez des valeurs typiques des propriétés de l’air au niveau de la mer dans des conditions statiques pour une journée standard. Nous sommes tous conscients que la pression et la température de l’air dépendent de votre emplacement sur la terre et de cette saison de l’année. Et bien qu’il fasse plus chaud à certaines saisons qu’à d’autres, la pression et la température changent d’un jour à l’autre, d’une heure à l’autre, parfois même d’une minute à l’autre en cas de mauvais temps. Les valeurs présentées sur la diapositive sont simplement des valeurs moyennes utilisées par les ingénieurs pour concevoir des machines. Nous savons également que toutes les variables de l’état du gaz changent avec l’altitude, c’est pourquoi les valeurs typiques sont données au niveau de la mer, dans des conditions statiques. Étant donné que la gravité de la Terre maintient l’atmosphère à la surface, la densité, la pression et la température de l’air (pour les basses altitudes) diminuent à mesure que l’altitude augmente. À la limite de l’espace, la densité est presque nulle. La variation de l’air par rapport à la norme peut être très importante car elle affecte les paramètres d’écoulement comme la vitesse du son.
Un gaz est composé d’un grand nombre de molécules qui sont en mouvement constant, randommotion.La somme de la masse de toutes les molécules est égale à la masse du gaz. Un gaz occupe un certain volume dans un espace tridimensionnel. Pour une pression et une température données, le volume dépend directement de la quantité de gaz.Puisque la masse et le volume sont directement liés, nous pouvons exprimer la masse et le volume par une seule variable.Lorsqu’un gaz est en mouvement, il est pratique d’utiliser la densité d’un gaz, qui est la masse divisée par le volume occupé par le gaz.La valeur standard au niveau de la mer de la densité de l’air r est
r = 1,229 kilogrammes/mètres cubes = 0,00237 limace/pieds cubes
Lorsqu’on travaille avec un gaz statique ou immobile, il est plus pratique d’utiliser le volume spécifique, qui est le volume divisé par la masse.La valeur standard au niveau de la mer du volume spécifique v est
v = .814 mètres cubes/kilogramme = 422 pieds cubes/cupule
La pression d’un gaz est égale à la force perpendiculaire exercée par le gaz divisée par l’aire de la surface sur laquelle la force est exercée.La valeur standard au niveau de la mer de la pression atmosphérique p est
p = 101,3 kilo Newtons/mètre carré = 14.La valeur standard au niveau de la mer de la température de l’air T est
T = 15 degrés C = 59 degrés Fahrenheit
Un gaz peut exercer une force tangentielle (cisaillement) sur une surface, qui agit comme la friction entre des surfaces solides. La valeur standard de la viscosité de l’air au niveau de la mer est de
mu = 1,73 x 10^-5 Newton-seconde/mètre carré = 3,62 x 10^-7 livre-seconde/pied carré
La densité (volume spécifique), la pression et la température d’un gaz sont liées entre elles par l’équation d’état. L’état d’un gaz peut être modifié par des processus externes, et la réaction du gaz peut être prédite en utilisant les lois de la thermodynamique. Une compréhension fondamentale de la thermodynamique est très importante pour décrire le fonctionnement des systèmes de propulsion.
Activités:
Visites guidées
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Modèle de l’atmosphère standard : 
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