Montagne et bouteille d'oxygène

[Martintin]

Bonjour tout le monde!
J'ai deux questions qui me turlupine:
- Pourquoi fait-il plus froid en montagne (alors que stupidement on pourrais penser qu'on est plus proche du soleil? )
- Pourquoi un gaz sous pression est il froid, alors que j'ai souvenir qu'en comprimant un gaz, sa température augmente?
Vous excuserez mon ignorance en physique: je me soigne!
Merci! M.

[simbis]

un gaz sous presssion n'est pas froid, il peut être a toute temperature.
quand on comprime un gaz sans echange de chaleur avec le milieu extérieur il s'echauffe et quand on le détend il refroidit, mais vous pouvez avoir un gaz froid a très haute pression et un vide assez poussé et très chaud....

[jeanmiy]

- Pourquoi fait-il plus froid en montagne (alors que stupidement on pourrais penser qu'on est plus proche du soleil? )

Ben parce que l'on est en altitude... Plus haut = pression atmosphérique moindre = moins de "matière", d'agitation moléculaire => c'est une baisse de température !
En plus on s'éloigne du centre de la terre et c'est lui qui est chaud (par rapport à l'espace)

- Pourquoi un gaz sous pression est il froid, alors que j'ai souvenir qu'en comprimant un gaz, sa température augmente?

Je rejoins Simbis dans sa réponse, et je pense que tu as confondu quelque part.

Une bouteille sous pression peut être à n'importe quelle température, mais quand tu te sert de ta bouteille de creme chantilly ( ), quand tu te sers, sa pression diminue, la température des parois baisse, parfois fortement. Ta bouteille est toujours sous pression, et froide, mais c'est parce que tu t'en est servi ! Gourmand va...

C'est aussi pour cela qui faut absolument tenir un extincteur CO2 par sa poignée quand on l'utilise ! Le "cul" de l'extincteur descend jusqu'a -78°C en action, vu la chute rapide de pression et la haute pression d'origine !

A cette température, ta main reste collée dessus...

[jeanmiy]

D'autre part, je viens de tilter en envoyant le post...

Tu parles d'une bouteille d'oxygène. quand elle est pleine, une bonne partie du gaz s'est liquéfiée, et une partie seulement est gazeuse.

En utilisation, au fur et à mesure, l'oxygène se vaporise tandis que la pression baisse => ca refroidi.

[philou21]

Ben parce que l'on est en altitude... Plus haut = pression atmosphérique moindre = moins de "matière", d'agitation moléculaire => c'est une baisse de température !
En plus on s'éloigne du centre de la terre et c'est lui qui est chaud (par rapport à l'espace)

bonjour

Non ! ça n'a rien à voir...
Regardez par exemple le profil de température en fonction de l'altitude :
ici

La température est une grandeur intensive qui n'a rien à voir avec une quantité de matière (une telle grandeur serait dite extensive).

[philou21]

Une explication très simple :

ici

[simbis]

dans une bouteille d'air ou d'oxygène comprimé il n'y a pas de gaz liquide la pression se situe autour de 200 bars .
par contre lorsque la bouteille débite la détente du gaz refroidit celui ci et on voit parfois du givre se former sur le système de détente quand la température ext est assez basse

[lastate]

salut

lois des gaz parfait
P.V = n.R.T

ou P est la pression (pascal)
v le volume (en m^3)
n est le nombre de moles (en mol)
R constante des gaz parfait ( 8,314472 J.K-1.mol-1)
T, la température en Kelvin

On considère donc l'atmosphère découpée en pseudo volumes ( des couches atmosphérique qui sont équivalentes en gros à V dans l'équation)

1)

On remarque que d’après l'équation que :

T= (P.V)/(n.R)
or en altitude comme chacun de nous le sait, la pression (ainsi que la quantité de matière) diminue et proportionnellement le quotient (P.V)/(n.R) en altitude élevée est plus faible que (P.V)/(n.R) à petite altitude.
Et de (P.V)/(n.R) dépend T d'ou les ecarts de température et le fait qu'en altitude il fasse plus froid.

2) reprenons la même loi :
P.V = n.R.T
on a donc P = n.R.T / V

et si on veut diminuer la pression P on peut jouer sur les autres éléments de l'équation c'est a dire
a ) diminuer soit n (quantité de matière) ou T ( la température)
b ) augmenter le volume V

La solution la plus avantageuse par exemple pour un gaz sous pression dans une bouteille, est de diminuer la valeur du quotient n.R.T / V en jouant sur T c'est pour ça que pour une pression qui va rester constant tu vas constater des écarts de température, dans certaines cas.

Le fait de jouer sur la température en fait, va avoir comme effet l’augmentation/diminution de la pression (car c’est plus avantageux).


Mais ta proposition est fausse car un gaz sous pression n'est pas forcement à basse température.
Comme on l'a dit P = n.R.T / V, d'autres facteurs influent sur la pression comme la quantité de matière dans ton volume clos, ou le volume lui même.
Donc si on veut une haute pression on peut juste augmenter la quantitée de matière de gaz dans une volume clos, tout en gardant une température de 25°C, 40, 50 100… °C.

C'est pour cela que certaines bonbonnes ss pression ne sont pas à placer à des température élevée car la pression au bout d'un moment ne pourra plus s'élever et donc pour conserver l'apporte énergétique sous forme de chaleur, cette bonbonne n'aura d'autre choix que d'augmenter son volume d'ou l'explosion de la bonbonne.

En réalité ce n'est pas que la pression ne peut plus augmenter, mais il est plus facile pour le gaz d'exploser les parois de la bouteille que d'augmenter sa une pression qui tendrait vers l'infini ^^.

[philou21]

On remarque que d’après l'équation que :

T= (P.V)/(n.R)
or en altitude comme chacun de nous le sait, la pression (ainsi que la quantité de matière) diminue et proportionnellement le quotient (P.V)/(n.R) en altitude élevée est plus faible que (P.V)/(n.R) à petite altitude.
Et de (P.V)/(n.R) dépend T d'ou les ecarts de température et le fait qu'en altitude il fasse plus froid.

Oui, par exemple à 110 Km d'altitude, la température est de l'ordre de 20°C ...

[simbis]

salut
C'est pour cela que certaines bonbonnes ss pression ne sont pas à placer à des température élevée car la pression au bout d'un moment ne pourra plus s'élever et donc pour conserver l'apporte énergétique sous forme de chaleur, cette bonbonne n'aura d'autre choix que d'augmenter son volume d'ou l'explosion de la bonbonne.

En réalité ce n'est pas que la pression ne peut plus augmenter, mais il est plus facile pour le gaz d'exploser les parois de la bouteille que d'augmenter sa une pression qui tendrait vers l'infini ^^.

vous pouvez grimper tranqille même en plein soleil avec une bouteille d'air comprimé compte tenu des contraintes de calcul, et de construction, car a moins de la jeter au feu ou de la martyriser mécaniquement, elle ne risque guère d'exploser

[b@z66]

Excusez-moi, je suis un peu novice avec tout cela mais je ne pense pas que l'on ait bien vraiment répondu à la question sur l'origine de la baisse de température en altitude car en utilisant seulement la loi des gaz parfaits et la diminution de la densité de l'air, on oublie que la pression diminue aussi, ce qui peut ainsi se traduire par une compensation du phénomène précédent et ainsi conduire à une constance de la température (j'ai vu l'exemple dans un bouquin) ou même j'imagine à une augmentation de cette dernière.

Enfin, une dernière question: comment une bouteille chauffée dans laquelle la pression ne varie quasiment plus peut-elle exploser ? Quel phénomène est à l'origine de l'explosion?

[philou21]

Excusez-moi, je suis un peu novice avec tout cela mais je ne pense pas que l'on ait bien vraiment répondu à la question sur l'origine de la baisse de température en altitude...

Ben si, l'explication a été donnée :

ici

[b@z66]

Ben si, l'explication a été donnée :

ici

Désolé de ne pas l'avoir vu mais le lien était un peu noyé avant parmis toutes les autres explications pas tout à fait complètes !

Merci beaucoup !!!! Cela explique finalement beaucoup mieux le comportement de la température en fonction de l'altitude et cela montre bien que la température peut baisser mais aussi augmenter avec l'alitude !!!!! Je comprends finalement beaucoup mieux aussi la différence entre les différentes couches de l'atmosphère. Une derniere question concernant la troposphère, l'explication concernant la diminution de la température en rapport avec le rayonnement de la Terre serait t'il donc du à la symétrie sphérique de la planète (le fait que la Terre est ronde) à cause de la diminution du rayonement avec la distance (en oubliant les "courants d'air")?

Enfin, concernant l'origine de l'explosion dans une bouteille chauffée mais dans laquelle la pression n'évolue quasiment plus, avez vous une idée?

[philou21]

Non, ce n’est pas due à une diminution du rayonnement en fonction de la distance (ça pourrait mais l’épaisseur de la troposphère est vraiment négligeable ici).
L’explication est plus simple : les infra-rouge qui sont émis par la terre sont absorbés par l’atmosphère (essentiellement par la vapeur d’eau et le CO2), donc plus on s’éloigne de la terre moins il reste de rayonnement… donc moins ça chauffe…

Pour la bouteille je n’ai pas bien compris le problème…
Plus on chauffe plus la pression augmente. On bout d’un moment on atteint la limite de résistance du container et ça pète, non ?

cordialement

[b@z66]

Merci, donc c'est lié à l'absorbtion du rayonnement. Ok.

Pour la question en rapport avec la bouteille, je réagissais à ce commentaire:

C'est pour cela que certaines bonbonnes ss pression ne sont pas à placer à des température élevée car la pression au bout d'un moment ne pourra plus s'élever et donc pour conserver l'apporte énergétique sous forme de chaleur, cette bonbonne n'aura d'autre choix que d'augmenter son volume d'ou l'explosion de la bonbonne.

En réalité ce n'est pas que la pression ne peut plus augmenter, mais il est plus facile pour le gaz d'exploser les parois de la bouteille que d'augmenter sa une pression qui tendrait vers l'infini ^^.

Comme la pression n'augmente quasiment plus, comment la bouteille peut-elle exploser si ses limites en pression ne sont pas atteinte, fond t'elle? Et si elle a une tenue en température très haute, que se passe t'il?