La composition de l’air

L’air, un mélange de gaz qui a une masse et un volume : diazote (environ 78 %), dioxygène (environ 21 %), argon, dioxyde de carbone et vapeur d’eau ; lire un diagramme circulaire et juger la fiabilité d’une information ; les gaz qui contribuent à l’effet de serre

Approfondissement Ce chapitre va au-delà du programme officiel de 6ᵉ : utile pour aller plus loin ou anticiper.

À propos de cette page

Six problèmes corrigés : l’air d’une salle de classe en forme de pavé, l’atmosphère de Mars en diagramme circulaire, les ballons d’une fête, le dioxyde de carbone rejeté par les trajets en voiture jusqu’au collège, trois sources à comparer pour un exposé, et la hausse du dioxyde de carbone dans l’air depuis 1750.

6 problèmes, du plus simple au plus difficile. Écris tes réponses, puis « Vérifier ».

Résoudre un problème : la méthode

Je lis l’énoncé : quel volume d’air ? quel gaz ? quelle unité (L, mL, m³) ?
Je relève les données : pourcentages (diazote environ 78 %, dioxygène environ 21 %), masse de 1 L ou de 1 m³ d’air.
Je calcule : volume du gaz = volume d’air × pourcentage ÷ 100 ; pourcentage manquant = 100 − les autres.
Je vérifie : le total fait 100 %, le résultat est plus petit que le volume d’air, la source est fiable.
Je réponds par une phrase, avec l’unité.

Problème 1 · L’air de la salle de classe★★★Facile

Une salle de classe a la forme d’un pavé droit de 8 m de long, 6 m de large et 3 m de haut. Elle est remplie d’air (diazote : 78 % ; dioxygène : 21 % ; 1 m³ d’air ≈ 1,2 kg).

1. Volume d’air de la salle : m³
$8 \times 6 \times 3 = 144$ : la salle contient 144 m³ d’air.
2. Volume de dioxygène : environ m³
$144 \times 21 \div 100 = 30, 24$ : environ 30,24 m³ de dioxygène.
3. Volume de diazote : environ m³
$144 \times 78 \div 100 = 112, 32$ : environ 112,32 m³ de diazote.
4. Masse de l’air de la salle : environ kg
$144 \times 1, 2 = 172, 8$ : environ 172,8 kg d’air, invisible mais bien réel.

Problème 2 · L’atmosphère de Mars★★★Facile

Voici la composition de l’atmosphère de la planète Mars, arrondie à l’unité. Le pourcentage d’argon est caché.

1. Le gaz majoritaire de l’atmosphère de Mars est le dioxyde de .
Le secteur du dioxyde de carbone (95 %) occupe presque tout le disque.
2. Pourcentage d’argon : %
Le disque vaut 100 % : $100 - 95 - 3 = 2$ : 2 % d’argon.
3. Dans 100 L de l’atmosphère de Mars, il y a L de diazote.
3 % de 100 L : $100 \times 3 \div 100 = 3$ , soit 3 L.
4. Dans 100 L d’air de la Terre, il y a environ 78 L de diazote, soit L de plus que sur Mars.
$78 - 3 = 75$ : 75 L de diazote de plus dans l’air de la Terre.

Problème 3 · Les ballons de la fête★★★Moyen

Pour une fête, on gonfle 25 ballons à la pompe ; chacun contient 6 L d’air (dioxygène : 21 % ; argon : 0,9 % ; 1 L d’air ≈ 1,2 g).

1. Volume total d’air dans les ballons : L
$25 \times 6 = 150$ : 150 L d’air.
2. Volume de dioxygène dans tous les ballons : environ L
$150 \times 21 \div 100 = 31, 5$ : environ 31,5 L.
3. Volume d’argon dans tous les ballons : environ L
$150 \times 0, 9 \div 100 = 1, 35$ : environ 1,35 L.
4. Masse de l’air ajouté dans tous les ballons : environ g
$150 \times 1, 2 = 180$ : environ 180 g d’air. L’air a bien une masse.

Problème 4 · Le trajet en voiture★★★Moyen

Chaque jour d’école, Léa est emmenée au collège en voiture : 15 km à l’aller et 15 km au retour. On prend comme donnée qu’une voiture rejette environ 120 g de dioxyde de carbone par kilomètre.

1. Dioxyde de carbone rejeté en une journée (aller et retour) : g
$15 + 15 = 30$ km par jour ; $30 \times 120 = 3 600$ : 3 600 g de dioxyde de carbone.
2. Dioxyde de carbone rejeté en 200 jours d’école : kg
$3 600 \times 200 = 720 000$ g, soit 720 kg (1 kg = 1 000 g).
3. Deux familles du même quartier font le trajet ensemble dans une seule voiture. Chaque famille rejette alors en 200 jours : kg
Une seule voiture pour deux familles : $720 \div 2 = 360$ , soit 360 kg par famille.
4. Ce gaz renforce l’effet de serre : la température moyenne de la Terre augmente, c’est le réchauffement .
C’est le réchauffement climatique, étudié dans le chapitre de SVT.

Problème 5 · Trois sources à comparer★★★Difficile

Pour un exposé, Inès trouve trois informations sur la composition de l’air.
Source A — un message sur un forum, sans auteur : « 78 % de diazote et 22 % de dioxygène ».
Source B — une encyclopédie qui cite ses sources : « diazote 78 % ; dioxygène 21 % ; argon 0,9 % ; dioxyde de carbone 0,04 % ».
Source C — une affiche faite par un élève : « diazote 78 % ; dioxygène 12 % ; argon 1 % ».

1. La source la plus fiable est la source (écris la lettre).
La source B cite ses sources, et ses pourcentages sont cohérents (total proche de 100 %).
2. Le total de la source A fait %.
$78 + 22 = 100$ : 100 %. C’est cohérent, mais 22 % est arrondi trop haut : on préfère la source B, qui cite ses sources.
3. Total des pourcentages de la source C : %
$78 + 12 + 1 = 91$ : 91 %, moins que 100 % : la source C contient une erreur.
4. Avec 78 % de diazote et 1 % d’argon, le dioxygène doit faire environ %.
$100 - 78 - 1 = 21$ : environ 21 % de dioxygène ; la valeur 12 % de la source C est fausse (chiffres inversés).

Problème 6 · Le dioxyde de carbone depuis 1750★★★Difficile

Dans 1 000 000 L d’air (soit 1 000 m³), on trouvait environ 280 L de dioxyde de carbone vers 1750, avant la révolution industrielle, et environ 420 L en 2023.

1. Augmentation du volume de dioxyde de carbone : L
$420 - 280 = 140$ : 140 L de plus.
2. Cette augmentation représente la de la quantité de 1750.
$280 \div 2 = 140$ : la hausse est la moitié de la quantité de 1750 ; il y a moitié plus de dioxyde de carbone dans l’air.
3. En 2023, le dioxyde de carbone représente % de l’air (420 L sur 1 000 000 L).
$420 \times 100 \div 1 000 000 = 0, 042$ : 0,042 %, soit environ 0,04 %.
4. Principale cause de cette hausse : la combustion du charbon, du pétrole et du naturel.
La combustion du charbon, du pétrole et du gaz naturel rejette du dioxyde de carbone, ce qui renforce l’effet de serre.

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