Cloche à vide et température

[verdae31]

Bonjour,

Lorsque l'on place un thermomètre dans une une cloche à vide et que l'on fait le vide, on observe une chute d'environ deux degrés de la température.

Comment expliquer ceci, je n'arrive pas à terminer mon raisonnement:

Je modélise mon problème en utilisant un gaz de Van der waals, l'énergie interne et alors la somme de deux termes:
-l'énergie cinétique microscopique qui dépend de la T et de la quantité de matière n.
-l'énergie potentielle (négative car les forces entre les particules constituants le gaz sont attractives ) qui dépend de la quantité de matière et du volume .

Au cours de l'expérience n diminue donc ec diminue et ep augmente, le volume ne change pas .

[LPFR]

Bonjour.
À long terme, dans le vide, le thermomètre se met en équilibre avec son environnement par rayonnement thermique. Grosso modo il prend la température de la cloche (nuancée par les sources chaudes ou froides).
Mais au moment de faire le vide, le gaz subit une expansion adiabatique et se refroidit. Comme le vide ne se fait instantanément, le gaz refroidi a le temps de refroidir le thermomètre.
Au revoir.

[verdae31]

Bonjour,

Ne serais-ce pas plutôt une détente adiabatique ?

merci

[RedDwarf]

Bonjour.
À long terme, dans le vide, le thermomètre se met en équilibre avec son environnement par rayonnement thermique. Grosso modo il prend la température de la cloche (nuancée par les sources chaudes ou froides).
Mais au moment de faire le vide, le gaz subit une expansion adiabatique et se refroidit. Comme le vide ne se fait instantanément, le gaz refroidi a le temps de refroidir le thermomètre.
Au revoir.

Ensuite, la milieu extérieur va réchauffer le gaz à l'intérieur de la cloche et le thermomètre va retrouver sa température initiale. La transformation adiabatique est valide pour une courte période seulement (la mise sous vide est plus rapide que l'échange de chaleur au travers de la paroi).

Cordialement,

RealWheel

[verdae31]

Ok c'est la même chose !

[verdae31]

Bonjour,

Mais si la Température diminue ceci signifie que la vitesse des particules diminue. Pourquoi diminue t'elle ?

Merci

[LPFR]

Bonjour,

Mais si la Température diminue ceci signifie que la vitesse des particules diminue. Pourquoi diminue t'elle ?

Merci

Bonjour.
En gros, les molécules qui sont en train de sortir ont une vitesse moyenne dirigée vers la sortie, les molécules qui ont des collisions avec les molécules "sortantes", subissent un "amorti" qui diminue leur vitesse et donc leur température.
C'est plus facile de visualiser si au lieu de garder le volume constant on imagine le gaz dans un cylindre dont le piston recule et que l'on pense aux molécules qui ont des collisions avec le piston.
Quand le piston avance, la température augmente: comme dans une pompe à vélo.
Au revoir.