[Mécanique] Energie cohérente.

[Cech]

Salut !

Lors de mes recherches sur l'entropie j'ai lu que le travail ne pouvait pas utiliser d'énergie libérée de façon incohérente. Je me demande qu'est-ce qu'une énergie libérée de façon cohérente ?

Bonne soirée .
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[ThM55]

Je suppose que c'est le contraire de incohérente.

Mais ce n'est pas une formulation très heureuse. Je suppose que son auteur veut opposer d'une part l'énergie de la chaleur, qui est répartie de manière "incohérente" entre les molécules, et d'autre part un travail effectué par un organe mécanique (disons un arbre moteur), dont toutes le molécules ont un mouvement ordonné.

Mais c'est dommage de dire cela, car ce n'est pas vrai: on peut obtenir du travail à partir de la chaleur! Mais il y a une limitation: il faut pour cela avoir une source froide et penser à Carnot.

[Cech]

Salut ThM55.

L'idée ce serait alors que l'énergie incohérente c'est l'énergie qui n'est pas disponible pour du travail ?

Pouvez vous préciser l'idée de Carnot ? (Celle qui me vient en tête est un rendement inférieur à 100% mais je suppose que vous faites références à autre chose).

Bonne soirée !

[ThM55]

L'idée ce serait alors que l'énergie incohérente c'est l'énergie qui n'est pas disponible pour du travail ?

Je pense que c'est cela oui. Dans un gaz chaud, l'énergie est présente sous forme d'une agitation désordonnée des molécules. Si on introduit un dispositif dans le gaz pour capturer les mouvements qui se font vers la gauche par exemple, on n'y arrivera pas car tout mouvement vers la gauche de ce dispositif sera contrecarré par des interactions aléatoires avec des molécules qui viennent le frapper dans l'autre sens. Dans tous les sens en fait. Ce sont des mouvements incohérents, désordonnés. Mais tout n'est pas perdu, car ce gaz chaud placé dans le vide ou dans un gaz de même densité mais plus froid aura tendance à s'étendre. Il y a donc bien une partie de l'énergie de chaleur qui donne lieu à un mouvement cohérent, que l'on peut exploiter par exemple pour faire coulisser un piston dans un cylindre. Et on voit apparaître la présence d'un déséquilibre initial (un gaz chaud et un gaz froid) pour rendre cela possible, et ce déséquilibre doit être dissipé pour y arriver.

La découverte géniale de Carnot, c'est exactement ça. Il se demandait comment les machines à vapeur de l'époque, qui commençaient à être exploitées de manière industrielle, étaient possible. Comment la chaleur ("le feu") pouvait donner lieu à du mouvement. Il envisageait surtout des phénomènes cycliques, dans lesquels la machine revenait à son état initial. Une partie de l'énergie doit nécessairement être dissipée dans la source froide dans un tel processus, ce qui limite le rendement; le rendement maximal théorique est donné par la loi de Carnot.

[A voir en vidéo sur Futura]