Air - Définition

L'indice de réfraction de l'air

L'expression pour l'indice de réfraction d'air « aux conditions standard » est :

où λ est la longueur d'onde exprimée en nanomètres (nm).

là où σ est la réciproque de la longueur d'onde en micromètres.

C'est pour l'air sec avec 0,03% de dioxyde de carbone, à une pression de 101325 Pa (760 millimètres de mercure) et d'une température de 288.15 kelvin (15 °C).

Pour modifier l'indice « n_s » pour une température différente ou pression, en utilisant l'une ou l'autre des expressions suivantes :

avec :

• T, température en kelvins
• p, pression en pascals
• T_s, 288,15 K
• p_s, 101325 Pa
• n_s, indice de réfraction d'air donné ci-dessus

ou :

avec :

• T, température en degrés Celsius
• T_s, 15 °C
• p, pression en mm du mercure
• p_s, 760 mm
• , 0,00366
• , (1,049 - 0,015*T)*1.e-6
• , 8,13e-7
• n_s, indice de réfraction d'air donné ci-dessus

Symbolique

• Dans un domaine non scientifique, l'air est l'un des quatre éléments (avec le feu, l'eau et la terre) que l'on considérait autrefois (et que l'on considère encore dans certaines cultures) comme les substances sur lesquelles serait basée toute la vie. Il est le symbole de l'Esprit.
• L'air est également souvent associé à différents autres concepts tels que la famille des deniers dans les jeux de tarots.

Liquéfaction de l'air

L'air est formé de différents gaz et ceux-ci, si l'on les refroidit suffisamment, finissent par passer à l'état liquide, puis à l'état solide. Par exemple, l'oxygène devient solide à la température de -218 °C, l'azote se liquéfie à -195 °C. À la température de -270 °C (environ 3 kelvins), tous les gaz sauf l'hélium sont alors solides et on obtient de « l'air congelé »… L'air n'a pu être liquéfié avant que ne soient connues les pressions et températures critiques qui marquent les limites théoriques au-delà desquelles un composé ne peut exister qu'à l'état gazeux. L'air étant un mélange, ces valeurs n'ont pas de sens strict, mais, en fait, à une température supérieure à -140 °C, l'air n'est plus liquéfiable.

Les premières gouttes d'air liquide ont été obtenues presque simultanément par Louis Paul Cailletet et Raoul Pierre Pictet en 1877, par détente brutale entre 300 et 1 atmosphère. En 1894, le physicien néerlandais Heike Kamerlingh Onnes mit au point la première installation d’air liquide. Pendant les quarante années qui suivirent, des chercheurs en France, Grande-Bretagne, Allemagne et Russie apportèrent de nombreuses améliorations au procédé. Sir James Dewar, liquéfia d’abord l’hydrogène, en 1898, et Kamerlingh Onnes l’hélium, le gaz le plus difficile à liquéfier, en 1908. Indépendamment de Carl von Linde, Georges Claude met au point dès 1902 un procédé industriel de liquéfaction de l’air (les brevets qu’il prend à cette occasion sont à l’origine de la société L’Air liquide) et préconise dès 1910, mais en vain, l’utilisation de l’oxygène liquide en sidérurgie. Claude découvre en 1913, avec d’ Arsonval les propriétés explosives de l’air liquide, qui seront utilisées pendant la Première Guerre mondiale (mines à l’air liquide et au noir de fumée).