L'air est un mélange de gaz qui contient environ 78% de diazote, 21% de dioxygène et 1% d'autres gaz. Le dioxygène est indispensable à la vie.
La matière est constituée de particules microscopiques appelées molécules.
Un corps pur est constitué d'une seule sorte de molécule, alors qu'un mélange est constitué de plusieurs sortes de molécules.
Les molécules permettent d'expliquer de nombreux phénomènes comme la diffusion.
Au cours d'un changement d'état et d'un mélange, le nombre de molécules est conservé. La masse est donc conservée.On dit souvent d'une bouteille (d'eau par exemple), qu'elle est "vide". D'un point de vue scientifique, c'est faux. La bouteille est vide de son contenu liquide... mais elle est pleine d'air ! La preuve, c'est que lorsqu'on la "vide", de l'air doit rentrer pour prendre la place du liquide :
Remplissez une bouteille d'eau du robinet, puis retournez-la bien verticale au-dessus de l'évier. L'eau s'écoule assez mal et on voit nettement des bulles d'air monter par à coups dans la bouteille. C'est bien la preuve que la bouteille ne se vide pas. Vous remplacez juste l'eau par de l'air ! C'est une question de pression, nous verrons cela au chapitre 2.On peut aussi facilement faire l'inverse : prenons une bouteille remplie d'air, bouchons-la avec le pouce et plaçons-la goulot vers le haut dans un grand récipient rempli d'eau. En enlevant le pouce, l'eau s'écoule dans la bouteille, alors que l'air, plus léger remonte à la surface sous forme de bulles. C'est bien la preuve que quelque chose sort de la bouteille. L'air existe ! C'est bien de la matière, ce n'est pas du vide.
Toujours pas convaincu ? Nous verrons au chapitre 2 la pesée de l'air.
La composition de l'air commença à être découverte en 1770 grâce à LAVOISIER. Il sut montrer que l'air contient environ 4 fois moins d'oxygène (gaz indispensable à la respiration animale) que d'azote (gaz qu'il nomma ainsi car il n'entretient pas la vie ; ce qui est en partie faux, puisque les plantes captent l'azote de l'air et que les animaux doivent en absorber dans leur alimentation !).
Parmi les autres gaz, on trouve : argon, dioxyde de carbone, hélium, ozone, ...
Cette composition correspond à de l'air sec et non pollué. S'il contient de la vapeur d'eau et des gaz polluants émis par l'activité humaine (oxydes de carbone, oxydes d'azote, oxydes de soufre, ...), les autres pourcentages sont alors légérement diminués.
Plus on s'éloigne de la surface de la Terre, plus l'air devient rare, même si sa composition varie assez peu avec l'altitude. Au-delà de 100 km, il ne reste presque plus de gaz.
90 % de l'air est contenu dans les 15 premiers kilomètres ! Cette couche de gaz est appelée troposphère.
Notre atmosphère est donc assez mince, mais elle joue un rôle très important ! Sans elle, toute vie serait impossible sur Terre !
- L'air est un bon isolant thermique. Il arrête une bonne partie des rayons infrarouges invisibles du soleil, mais garde l'essentiel de la chaleur que nous recevons : c'est l'effet de serre ! Sans sa présence, la température moyenne de la Terre serait plus froide, avec des écarts énormes. Il ferait très chaud le jour et la température descendrait sous les -100 °C la nuit !
- L'air contient de l'ozone, mais ce gaz est présent surtout à environ 25 km d'altitude, formant une sorte de "couche", très fine mais qui suffit à absorber la plupart des rayons ultra-violets (U.V.) du soleil. Ce sont ces rayons invisibles qui nous font bronzer et avoir des coups de soleil, mais à haute dose, ils seraient mortels !
- Lorsqu'une météorite vient percuter la Terre, sa grande vitesse provoque un frottement énorme avec les molécules des gaz de l'air. Ce frottement l'échauffe fortement et elle brûle. De nuit, on peut observer alors une étoile filante ! Rarement, des fragments importants de grosses météorites peuvent atteindre le sol et former alors un cratère. Sans cette protection naturelle, la terre serait recouverte d'impacts de météorites ... comme la Lune !