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Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.



  1. #1
    daniel100

    Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.


    ------

    Bonjour à tous,

    Il y a déjà eu une discution concernant ce que le corps humain ressent dans le vide, mais je me demande quelle mesure mon thermomètre au mercure va afficher.

    Donc, j’ouvre la fenêtre de la navette spatiale, à l’ombre du soleil, et je mets mon thermomètre au mercure « dehors ». Que va-t-il afficher ? et surtout à quelle vitesse va-t-il chuter ?

    Merci,

    -----
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

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  3. #2
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Bonjour à tous,

    Il y a déjà eu une discution concernant ce que le corps humain ressent dans le vide, mais je me demande quelle mesure mon thermomètre au mercure va afficher.

    Donc, j’ouvre la fenêtre de la navette spatiale, à l’ombre du soleil, et je mets mon thermomètre au mercure « dehors ». Que va-t-il afficher ? et surtout à quelle vitesse va-t-il chuter ?

    Merci,
    L'équilibre thermique est 100% radiatif et dépend des coefficients d'émissivité et d'absorptivité des surfaces (ici celle du bulbe de Hg).

    En l'absence du Soleil il y aurait dans la situation évoquée le flux IR de la Terre et de la navette à prendre en compte, ce qui est un poil compliqué (non à mesurer, mais à calculer). Si on se place dans une situation virtuelle de l'absence de surface matériel à l'infini, il reste celle du fond cosmo à 3K.

    Toujours est il que si est le flux incident avec la cte de Stefan, la température d'équilibre T est :



    En fonction du ratio , les températures d'équilibre en plein Soleil peuvent aller de -75°C (revêtement d'aluminium, = 0,25) à +155°C (revêtement doré = 5,55). Ça permet de moduler le contrôle thermique passif des satellites. Ici on va dire que dans le cas idéal (CMB seul) la température d'équilibre sera de 3 K à très peu de chose près. La vitesse de refroidissement est pas simple à calculer, il faut résoudre une équa diff avec une puissance T d'un côté et je ne connait pas de formule analytique résolvant cette équa diff.
    Parcours Etranges

  4. #3
    Carcharodon

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    ... sachant qu'au niveau de l'orbite terrestre basse (avec le soleil), c'est du 100 ou 150K a l'ombre et 400 K au soleil, dixit les capteurs de combi des astronautes.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  5. #4
    daniel100

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    Concernant la vitesse de refroidissement du thermomètre pour atteindre 3 K, c’est l’ordre de grandeur qui m’intéresse.

    Le thermomètre va donc descendre de la température ambiante de l’intérieur de la navette à 3 K en :

    de l’ordre de la seconde, minute, heure… peut-être beaucoup plus !?
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    daniel100

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    ... sachant qu'au niveau de l'orbite terrestre basse (avec le soleil), c'est du 100 ou 150K a l'ombre et 400 K au soleil, dixit les capteurs de combi des astronautes.
    Si je comprends bien, tu dis qu’à l’ombre du soleil et de la terre (la navette faisant écran pour ces deux astres), le thermomètre indiquera 100 K ou 150 K, et non 3 K, c’est ça ?
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

  8. #6
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    Eh bien l'ordre de grandeur est intéressant...

    Ici j'ai pris comme objet un simple thermomètre médical (le mien). La longueur du bulbe est de 2 cm et son diamètre 3 mm. Je considère un cylindre de mercure de cette dimension à une température initiale T0 = 310 K (température du corps humain) et qui rayonne comme un corps noir dans un enceinte à 3K.

    Notez bien l'échelle logarithmique des temps.

    Comme la puissance radiative est en T4, cela devient affreusement long, surtout sur la fin
    Images attachées Images attachées  
    Dernière modification par Gilgamesh ; 13/03/2014 à 22h05.
    Parcours Etranges

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  10. #7
    Carcharodon

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    Si je comprends bien, tu dis qu’à l’ombre du soleil et de la terre (la navette faisant écran pour ces deux astres), le thermomètre indiquera 100 K ou 150 K, et non 3 K, c’est ça ?
    Oui, car pas très loin, y a une source radiative qui s'appelle le soleil.
    Les 3K, c'est en espace profond, loin, trèèès loin de la moindre étoile.
    Même a l'ombre on baigne dans une soupe (de rayonnement) a ~100 K en orbite terrestre.
    Quelque soit la configuration, les capteurs de combi d'astronaute / ISS ne descendent pas en dessous de ~ -150°C.
    Et ça ne monte pas au dessus de 130°C en pleine exposition solaire.
    Ca fait déjà une belle amplitude thermique (pas loin de 300 degrés quand même), c'est pas pour rien qu'une combi spatiale US c'est 10 millions de $.
    Bon... leurs capteurs, ils ne fonctionnent pas avec des thermomètres au mercure, bien entendu.
    Je ne sais pas avec quoi ils mesurent, mais la lecture est forcément rapide, sinon ça ne sert a rien d'avoir un thermomètre.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  11. #8
    daniel100

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    J’ai pris l’exemple d’un thermomètre au mercure afin de me rapprocher au mieux des sensations humaines.

    En fin de compte, avec un bon manteau avec capuche (protection du froid et du chaud), un astronaute ne devrait avoir aucun problème pour passer d’un endroit à un autre à travers le vide spatial en quelques secondes.
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

  12. #9
    Bluedeep

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    En fin de compte, avec un bon manteau avec capuche (protection du froid et du chaud), un astronaute ne devrait avoir aucun problème pour passer d’un endroit à un autre à travers le vide spatial en quelques secondes.
    Juste un petit problème : le vide.

  13. #10
    Carcharodon

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    c'est vrai ça, on se demande pourquoi ils dépensent 10 millions de $ par combi alors qu'une simple manteau avec capuche...
    Sérieusement... j'espère que c'était de l'humour...
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  14. #11
    daniel100

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    ... j'espère que c'était de l'humour...
    Ben non !

    On en a d’ailleurs déjà discuté, on peut rester dans le vide une bonne dizaine de secondes, sans séquelles.
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

  15. #12
    daniel100

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    … et en restant conscient.
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

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  17. #13
    obi76
    Modérateur*

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    En chipotant, on peut dire que le mercure se solidifie vers -39°C, température qu'il affichera donc
    \o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/

  18. #14
    daniel100

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    Citation Envoyé par Bluedeep Voir le message
    Juste un petit problème : le vide.
    J’ai retrouvé la discussion comme quoi on doit pouvoir « nager » quelque temps dans le vide pour aller d’un endroit à l’autre, et même pas mal avec un bon pull.

    Discussion ici
    http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post4108102
    Je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps

  19. #15
    Boumako
    Invité

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    Bonjour

    En effet on pourra observer un pallier vers -39°C, puis la température descendra à nouveau. Par ailleurs le thermomètre n'est pas seulement constitué d'une bille de mercure, le tube va faire office de radiateur également.

  20. #16
    Bluedeep

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    Citation Envoyé par daniel100 Voir le message
    J’ai retrouvé la discussion comme quoi on doit pouvoir « nager » quelque temps dans le vide pour aller d’un endroit à l’autre, et même pas mal avec un bon pull.

    Discussion ici
    http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post4108102
    Je suis très sceptique sur le contenu de cette discussion. La possibilité de survie de quelques dizaines de secondes n'implique absolument pas que l'individu concerné soit capable d'une quelconque action.

    EDIT : c'est d'ailleurs ce qui est marqué dans le lien fourni par Gilgamesh :
    It is very unlikely that a human suddenly exposed to a vacuum would have more than 5 to 10 seconds to help himself
    Dernière modification par Bluedeep ; 14/03/2014 à 18h20.

  21. #17
    Carcharodon

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    Sans compter le temps nécessaire et les effets calamiteux de la décompression puis recompression dans le sas, qui durent, a elles seules plus de temps que le temps de survie de l'homme dans l'espace.

    allez, une description des combi spatiales pour la peine :
    http://www.astrosurf.com/luxorion/as...-spatiale4.htm
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  22. #18
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    Citation Envoyé par Boumako Voir le message
    Bonjour

    En effet on pourra observer un pallier vers -39°C, puis la température descendra à nouveau. Par ailleurs le thermomètre n'est pas seulement constitué d'une bille de mercure, le tube va faire office de radiateur également.
    Ca chipote, ça chipote

    Ce que je trouve intéressant c'est que ça explique la diversité des températures mesurées sur les corps froids. La puissance surfacique rayonnée est tellement faible que la moindre source d'énergie doit être prise en compte ainsi que toute la complexité des transferts thermiques et on a donc un indicateur physiquement très sensible.
    Parcours Etranges

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  24. #19
    Carcharodon

    Re : Je mets un thermomètre au mercure dans le vide spatial à l’ombre de la navette.

    dans l'espace c'est partout pas pareil
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

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