petites questions sur le zéro absolu

gordien · 16/08/2004 - 15h52

bonjour

la réponse est peut-etre déjà donnée dans un autre sujet mais devant le nombre de résultats de la recherche, j'abandonne (je n'ai ni le temps ni l'envie de tout me taper

)

alors voilà :

- le zéro absolu n'a jamais pu être atteint
- il est établi à (si je ne m'abuse) -273,15° C
- il se caractèrise par l'arrêt de toute activité des atomes et autres particules (excusez mon langage de profane)

mes questions sont :

-comment a-t'on pu le fixer de manière si précise si on a pas pu l'atteindre ?
-et donc comment sait-on ce qui s'y passe, comment peut-on en être sûr ?

voilà
merci

Antikhippe · 16/08/2004 - 21h11

Envoyé par gordien

-comment a-t'on pu le fixer de manière si précise si on a pas pu l'atteindre ?

Salut,

Il y a bien des phénomènes dont nous sommes certains en théorie mais dont nous n'avons pas encore de preuves en pratique... à cause des limites de la technologie actuelle en particulier. Mais des recherches sont en cours et on s'y rapproche de plus en plus. Peut-être qu'un jour parviendrons nous à atteindre ce zéro absolu qui fait couler beaucoup d'encre. Rien n'est impossible !!!

Quinto · 16/08/2004 - 22h41

Le 0 absolu est la limite mathématique et physique.
Comme pour les gaz parfaits
PV=nRT

Par exemple
Si T=0 alors PV qui est une energie, est également nulle

Ou encore si p est constant alors le volume est nulle etc...

Enfin ca , ca n'a rien de scientifique, ce ne sont que des remarques.
Si tu fais de la physique post bac, tu démontreras que ce n'est pas possible d'aller en dessous.
Mais j'ai un peu oublié tout ca je t'avoue...

gordien · 16/08/2004 - 22h55

Envoyé par Quinto

Le 0 absolu est la limite mathématique et physique.
Comme pour les gaz parfaits
PV=nRT

Par exemple
Si T=0 alors PV qui est une energie, est également nulle

Ou encore si p est constant alors le volume est nulle etc...

là c'est du chinois pour moi

Konrad · 17/08/2004 - 00h53

Envoyé par gordien

mes questions sont :

-comment a-t'on pu le fixer de manière si précise si on a pas pu l'atteindre ?

Le zéro absolu est une limite physique qui nous vient de la physique statistique (peut-être de la thermodynamique au tout début). Attention, à cette température les atomes n'ont pas une énergie nulle, mais ils sont dans l'état d'énergie le plus bas possible. Ce sont les équations qui fixent cette limite : la température y apparaît souvent, il suffit alors de chercher l'énergie la plus basse possible pour avoir le zéro absolu... Je ne rentre pas dans les détails, mais le principe est là

On ne peut pas atteindre le zéro absolu, car pour cela il faudrait non seulement refroidir énormément les atomes, mais également les isoler de tout contact quel qu'il soit afin de les protéger des échanges d'énergie... Même en utilisant des pièges à laser pour refroidir les atomes au maximum, on ne peut pas avoir une précision infinie sur l'intensité des faisceaux pour refroidir les atomes. La moindre imprécision inculque de l'énergie aux atomes...

Envoyé par gordien

-et donc comment sait-on ce qui s'y passe, comment peut-on en être sûr ?

Là encore ce sont les équations qui nous le disent... Elles prennent une tournure assez particulière au voisinage de cette température (en rainson de facteurs en exponentielle de la température), mais elles ne semblent pas différentes.

I_love_phys' · 17/08/2004 - 01h44

le zéro absolu est la temperature d'un milieu ou l'agitation thermique est nulle

I_love_phys' · 17/08/2004 - 01h59

Il existe une demonstration de l'inaccessibilité du zero absolu grâce à une machine thermique (type frigo, climatisation..):

le theoreme de kelvin stipule qu'un moteur thermique monotherme ne peut pas exister et admettre l'existence d'une source à 0 K reviendrait à contredire ce theoreme!

maintenant je ne sais pas si on connait d'autres techniques de refroidissement

invite9321657 · 17/08/2004 - 10h57

ben zéro absolue = agitation nulle = vitesse relative nulle des atomes entre eux. Pour l'obtenir il suffit de les ralentir...
Mais l'incertitude quantique (qui relit vitesse et position) les rends alors plus gros...

trident · 27/08/2006 - 15h39

Je voudrait ajoute une question supplementaire sur le zero absolue :
Comment est fixé la temperature 0°K a -273.15°C ou 0°C (point triple de l'eau) a 273.15°K

Je sait qu'il faut faire T°K = T°C + 273.15 (c'est triviale

) - D'ou vient ce 273.15 ?

- Est-ce par les equations de la thermodynamique ( ou autres ) : pouvez-vous me donner le calcul
- Est-ce par l'experience

Merci de vos reponses

Gwyddon · 27/08/2006 - 16h29

SAlut,

Là comme ça je dirais que c'est par l'expérience... L'échelle de degré celsius n'est pas absolue (ie si on prend une température T en degré, 2*T n'est pas deux fois plus chaud que T) au contraire de l'échelle des kelvin. Si tu fais quelques petites expériences pour relier les degrés celsius aux kelvin, tu dois pouvoir t'en sortir à mon avis.

Konrad · 28/08/2006 - 14h31

L'échelle des Kelvin n'est pas absolue non plus, seul le zéro de cette échelle l'est.

Je m'explique : l'échelle des degrés Celcius a été créée de manière à ce que le zéro corresponde à la solidification de l'eau, et le 100°C à son évaporation. Par suite, les graduations peuvent se faire facilement.

L'échelle des Kelvin situe le zéro différamment (c'est un zéro absolu, correspondant au minimum d'énergie - cf. posts ci-dessus), mais les graduations restent les memes : augmenter la temérature d'1°C revient au meme que de l'augmenter de 1K.

Si on se repère aux graduations, il apparait que le zéro absolu correspond à -273,15°C. C'est purement fortuit, il ne faut pas voir là une constante universelle ni un chiffre absolu, c'est lié au choix arbitraire de l'échelle des degrés Celcius.

Chup · 28/08/2006 - 15h05

Bonjour,
initialement je crois que l'echelle de Kelvin est apparue par l'observation expérimentale de la loi des gaz parfaits qui donne la même loi pour tous les gaz (dans la limite des faibles densités) à condition de bien choisir le zero de température, alors, à V et n fixé, on obtient pour tous une proportionnalité entre pression et température. Le choix de la "graduation" est dans la constante R (et on a choisi de garder la graduation Celsius).

Gwyddon · 28/08/2006 - 15h07

Envoyé par Konrad

L'échelle des Kelvin n'est pas absolue non plus, seul le zéro de cette échelle l'est.

Je m'explique : l'échelle des degrés Celcius a été créée de manière à ce que le zéro corresponde à la solidification de l'eau, et le 100°C à son évaporation. Par suite, les graduations peuvent se faire facilement.

L'échelle des Kelvin situe le zéro différamment (c'est un zéro absolu, correspondant au minimum d'énergie - cf. posts ci-dessus), mais les graduations restent les memes : augmenter la temérature d'1°C revient au meme que de l'augmenter de 1K.

Pas d'accord avec toi : 40 K c'est vraiment deux fois plus chaud que 20 K, contrairement à 40° et 20°

C'est dans ce sens que je dis que l'échelle des K est absolue, d'ailleurs on ne dit pas degré Kelvin

Coincoin · 28/08/2006 - 15h12

L'échelle des Kelvin n'est pas absolue non plus, seul le zéro de cette échelle l'est.

Elle est tout de même absolue dans le sens qu'indique Gwyddon. Mais effectivement le choix des graduations n'est pas absolue : les anglo-saxons en ont proposé un autre d'ailleurs, l'échelle Rankine.
http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89chelle_Rankine