Atmosphère isotherme.(CCP 2000) énoncé

 

Q1

 

Réponse partielle pour voir la correction vidéo clique ici.

 

 

on injecte dans l’équation de l’équilibre hydrostatique, soit

 

 (3)

 

d’où en intégrant de z = 0 à z :

 

Q2

 

a) Réponse partielle pour voir la correction vidéo clique ici.

 

Pour nmoles moles de gaz, l’équation d’état du gaz parfait s’écrit :

Soit nmolécules le nombre de molécules, on a :

 

où N est le nombre d’Avogadro.

L’équation d’état devient :

 

or

 

et

 

d’où

 

b) Réponse partielle pour voir la correction vidéo clique ici.

 

L’équation précédente montre que P(z) est directement proportionnelle à n(z), d’où

 

 

c) Réponse partielle pour voir la correction vidéo clique ici.

 

On a

 

 

 

 E(z) représente l’énergie potentielle de pesanteur d’un molécule de masse M/N.

 

Q3

 

a) Réponse partielle pour voir la correction vidéo clique ici.

 

kT représente l’énergie d’agitation thermique.

 

 

        b) Réponse partielle pour voir la correction vidéo clique ici.

 

AN :

 

 

        c) Réponse partielle pour voir la correction vidéo clique ici.

 

On effectue le rapport Q entre le nombre de molécules comprises entre z = 0 et 10000 m sur le nombre total de molécules

c’est-à-dire les molécules comprises entre z = 0 et l’infini :

Soit dN le nombre de molécules comprises dans le volume  :

 

D’où :

soit

 

d’où il vient