Hello à tous,
Je me posais une question en lisant un magasine la dernière fois.
Voyager est en train de sortir du système solaire, et apparemment le magasine disait qu'il passait d'une zone où il faisait 100 000 °C à une zone où il fait 6000 °c.
Ma question est simple : comment la sonde peut résister à une température aussi élevée, je ne comprend pas.
Merci d'avance pour votre réponse,
Bonne journée
Bonjour et bienvenue sur les forums Futura-Sciences,
100000ºC quand l'environnement est quasi vide, ne produit pas beaucoup de chaleur.Envoyé par Khai
Un peu de la meme maniere (a une echelle moins extreme), que tu ne te brules pas quand tu ouvres un four a 100ºC (air chaud sortant a 100ºC) par contre, si tu mets ta main dans de l'eau bouillante, tu le sentiras clairement.
D'autres forumeurs sauront sans doute te repondre plus precisement.
T-K
If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)
Ok, merci pour ta réponse.
Une autre question, pourquoi la température est aussi elevée aussi loin du soleil ?
Parce qu'elle n'a pas de sens?
La température est définie vis à vis de la vitesse moyenne des molécules, donc si localement t'as un atome au km^3 et qu'il va super vite tu peux "définir" une "température" qui ne voudra rien dire physiquement mais qui sera très élevée. Bref mettre un chiffre sur du vide quoi.
Fais attention, dans les magazines, ceux qui écrivent sont avant tout journalistes et pas scientifiques, ils cherchent le chiffre sensationnel, pas le chiffre qui veut dire quelque chose.
bonjour à tous,
la thermométrie n'est pas vraiment mon domaine, mais je me pose également quelque question à ce sujet.
Si je met un thermomètre dans le vide spatial, il m'indiquera une température avoisinant les -173°C.
S'il n'y a quasi aucun atome dans ce vide, alors cela veut donc dire (si je comprend correctement) que la valeur indiquée correspond à la température du thermomètre et non de l'espace véritablement... non ?
Disons la température du mercure, qui se dilate sous l'effet de la chaleur et remonte dans le "conduit gradué".
Je me pose une seconde question...
Lorsqu'un électron d'un atome absorbe l'énergie d'un photon, cet électron saute d'une couche inférieure à une couche supérieur (on appelle ça un saut quantique je crois), l'atome à cet instant est excité.
Si les électrons (sur la dernières couches électronique) sautent d'une couche inférieur à une couche supérieur, l'atome augmente-t-il de taille ?
Et si oui, alors est-ce la cause du phénomène de dilatation (le mercure qui augmente de volume) ?
Questions suivantes :
Si je met un thermomètre dans un endroit de l'espace dont la température est de 100 000°C (comme l'exemple ci-dessus), on m'annonce que que la quantité d'atome au km3 est insignifiante... ok, mais alors, qu'est ce que cela veut dire ?
Est ce que le thermomètre reçois un seul photon de temps en temps ?
Ce photon devrait être extrêmement énergétique pour indiquer 100 000°C, non ?!!
et encore quelque question pour la route :
Je ne sais pas bien comment ça fonctionne.
Un photon très énergétique, disons du domaine des rayons gamma, ne devrait-il pas détruire cet atome ? ou plutôt l'ioniser fortement, lui arracher des électrons ?
Est-ce que cela fausserai la valeur de la température indiquée sur le thermomètre ?
Ou alors, par je ne sais quel moyen, le photon étant trop énergétique n'entre pas en interaction avec l'atome ? (Je me pose cette dernière question, car si je comprend bien, chaque atomes (éléments) ont leur propre couche électronique, et donc on leur propre signature spectrale (que l'on observe par les raies d'absorptions ou d'émissions)
je sais, ça fait beaucoup de question en une fois !
mais si vous pouvez m'aider à mieux comprendre tout ça !
Dernière modification par PPathfindeRR ; 24/01/2014 à 21h10.
« Un problème sans solutions est un problème mal posé ! » Albert Einstein.
La réponse est très facile à trouver : il suffit d'ouvrir Sciences et Avenir de février, à la page 7. Pour résumer :
La température mesure l'énergie de mouvement des particules, c'est à dire leur agitation. Plus les particules sont agitées, plus leur température est élevée.
Or, aux frontières du système solaire, les particules sont tellement agitées que leur température avoisine les 100 000 °C.
Mais, il y a un très grand mais : cette région est quasiment vide, on y trouve en moyenne une particule par 5 centimètres cubes d'espace. Il ne faut surtout pas oublier que la température des particules ne se transmet pas au vide qui les entoure. Si bien que nos sondes spatiales parcourent une région essentiellement vide, où elles tombent de temps à autre sur une particule atomique surchauffée. Cela est largement insuffisant pour endommager l'engin.
Encore mieux : lorsque les "Voyagères" se promèneront dans la Bulle Locale, elles rencontreront des particules chauffées à environ 2 millions °C, mais tout aussi éparses qu'aux confins du système solaire. Donc, cela n'aura strictement aucun effet sur les appareils.
et pour mes questions.... personne ?
« Un problème sans solutions est un problème mal posé ! » Albert Einstein.
Dans le vide, il fait-273 °C, c'est à dire la température du rayonnement fossile du fond de l'univers.
Certainement pas. La température mesure le degré d'excitation des atomes, comme je l'ai dit plus haut : plus les atomes sont excités, plus il fait chaud. Le phénomène de dilatation augmente la distance entre les molécules, et en aucun cas la taille des atomes...
A l'endroit de l'espace où la température est de 100 000°C, il fait -273°C ; seules les rares particules sont chauffées à 100 000°C à cause de leur état d'excitation. Donc, il faudrait que ton thermomètre indique la température de l'atome surchauffé qu'il vient de rencontrer... Impossible !
Ce ne sont pas les photons qui s'agitent, mais les atomes.
Ca n'a ni queue ni tête, tu te contredis tout seul!
[QUOTE=PPathfindeRR;4740399]Si je met un thermomètre dans le vide spatial, il m'indiquera une température avoisinant les -173°C.
[...] cela veut donc dire (si je comprend correctement) que la valeur indiquée correspond à la température du thermomètre et non de l'espace véritablement... non ?
[\QUOTE]
Tu mesures toujours la température de ton thermomètre quand tu fais des mesures de contact (thermomètre à mercure, à sonde etc...), c'est pour ça que la température locale c'est thermomètre à l'ombre, sans vent etc...
Pour définir la température au sens usuel il faut un grand nombre de particules, donc dans l'espace où d'après SA, il y aurait apparemment 1 particule par 5 cm^3, tu ne peux définir de température que pour des volumes de plusieurs km^3. Autant dire que cette température n'a aucun sens pour ton thermomètre de la taille de l'ordre du dm.
La température de ton thermomètre va résulter d'un équilibre avec son environnement, c'est à dire principalement le rayonnement fossile qui lui apportera de l'énergie, son propre rayonnement qui lui fait perdre de l'énergie et les quelques particules et photons du soleil qui viennent lui donner de l'énergie. La température de ton thermomètre résultera grossomodo de l'équilibre des deux premier terme donc quelques Kelvins.
Tu ne peux en aucun cas parler de température du vide ou de quoi que ce soit d'autre à cette échelle.
Pour les histoires électronique, un atome excité ne reste pas longtemps dans cet état, donc aucune chance que ça dilate ton matériaux.
Tu ne réponds vraiment pas à mes questions !
mais merci quand même !
Alors que tu précises que la température mesure le degré d'excitation des atomes !
Donc il y a contradiction ?!! la cause n'est pas le degré d'excitation des atomes mais l'effet ?!!
Et l'effet n'est donc pas le rayonnement fossile, (donc des photons) mais la cause ?!!
c'est donc bien, avant toute chose, de manière fondamentale, une question de photons qui excitent les atomes ?!!
Ce qui rejoint ce que j'ai dit ci-dessus
Est qu'est-ce qui excite les atomes ?
Ça, c'est une réponse qui ne m'aide pas fondamentalement !
Les molécules sont un ensemble d'atomes, je ne parle pas de molécule mais d'atomes : d'un noyau entouré d'un nuage électronique, des électrons qui m’intéresse.
Et pour avoir une molécule, il faut bien qu'il y ai une cohésion entre tes atomes ?!! et si les électron ne font plus ce travail de cohésion, c'est un plasma !
bref, ça ne répond toujours pas à mes questions !
L’électron est une particule ! comment peut-il être en "état d'excitation" ?!!! c'est l'atome qui est excité !
L'excitation d'un atome est le fait qu'un électron passe d'une couche électronique inférieure à une couche supérieure !
En tous cas, c'est comme ça que je l'ai compris !
Bah justement, c'est là que je ne te comprend plus !
Le thermomètre n'a pas rencontré un atome mais plutôt un photon ! qui celui-ci à excité un atome de mercure... et qui celui-ci c'est dilaté pour y donner une indication de température.
L'atome de mercure en question est bien un composant du thermomètre et non du vide ! il mesure donc sa propre température, d'où ma question !
Je n'ai jamais dit cela ! j'ai dit :
enfin bref, sans t'en vouloir, je pense que tu n'a pas saisi le fond de mon questionnement, ce qui n'est pas grave, j'ai du mal m'exprimer !
Dernière modification par PPathfindeRR ; 26/01/2014 à 18h31.
« Un problème sans solutions est un problème mal posé ! » Albert Einstein.
à VirGuke
ah merci !
ça me donne un début de réponse !
par contre, là, je ne comprend pas le raisonnement de ta dernière phrase :
On sera d'accord que la dilatation du mercure est un phénomène important pour pouvoir mesurer une température, par le fait que le niveau de mercure monte dans le tube ?
sans ce phénomène de dilatation, la prise de température est impossible (par ce type de thermomètre, car il existe plusieurs type).
Ce que je pense comprendre (peut-être à tors) :
Un atome excité ne reste pas longtemps dans cet état... oui je suis d'accord, l'atome se "dé-excite" en ré-émettant cette énergie (émission de photon par l'atome)...
Ce qui nous donne cette fois-ci, non pas une/des raies d’absorptions (cas de l'excitation), mais une/des raies d’émissions... la signature (carte d'identité) de l'élément (le mercure en question)
Donc c'est bien ce qu'il se passe quand même ?
Les atomes de mercure absorbe des photon --> le mercure se dilate... (indication d'une augmentation de la température)
Puis plus tard, Les atomes de mercure ré-emettent ces photon absorbés --> le mercure se contracte... (indication d'une diminution de la température, ou plus simplement : le thermomètre refroidis... s'il n'est plus exposé à la lumière évidemment)
Mais alors... d'un point de vue atomique, quelle est la raison et le principe de la dilatation du mercure (ou de n'importe quelle molécule d'ailleurs) ?
Dernière modification par PPathfindeRR ; 26/01/2014 à 18h59.
« Un problème sans solutions est un problème mal posé ! » Albert Einstein.
Non, le phénomène de dilatation se passe au niveau des "atomes entier" et pas au niveau des électrons. Si tu mets ton thermomètre dans une boite noire il ne recevra aucun photon correspondant à ses raies d'absorbtion mais il se dilatera quand même.
La température est liée à l'énergie cinétique des atomes, pas leur énergie potentielle. Quand ton mercure chauffe, les atomes qui le composent vont s'agiter, pas s'exciter, leur vitesse moyenne va augmenter ce qui fait qu'ils vont réussir à s'éloigner plus les un des autres. C'est le même principe que quand tu joue avec un élastique avec un objet relié au bout, plus ton objet va vite, plus il étire l'élastique.
Ça m'étonne un peu... Ce que tu appelle "une boite noire", c'est une boite qui isole le thermomètre de l'environnement extérieur ?
Si c'est le cas, je ne comprend pas comment l'environnement extérieur puisse interagir avec le thermomètre !
ah d'accord, je pense comprendre...
Comme un atome a sa propre signature spectrale, les électrons ne peuvent agir qu'avec des photons d'une certaine énergie bien définies.
L'énergie des autres photons (trop ou pas assez énergétique) n’interagira pas directement avec les électrons mais interagira avec l'atome tout entier (sous forme de force cinétique).
L'énergie de ces autres photons est convertie en quelque sorte en énergie cinétique ?
Une énergie pure (photon) est "transmise ou convertie" en énergie cinétique (?), rebondissant sur les atomes, bousculant les atomes entre eux (lié par des "élastiques" : la force électromagnétique), l’énergie des photon les fait vibrer... Cette "vibration" analogue à l'agitation... ?
Par contre, lorsque deux atomes s'échange un électron (une liaison ionique), et que les deux atomes s'éloigne (un court instant) et sans briser la cohésion;
A quoi ressemble l'orbite de cet électron ? une ellipse ?
bon après, je sais que pour des raisons quantiques, un électron peut se situer à plusieurs endroit au même instant... (comme pour l'expérience des double fentes) donc, je ne sais pas trop !
j’essaie de me représenter la chose.
Dernière modification par PPathfindeRR ; 26/01/2014 à 21h52.
« Un problème sans solutions est un problème mal posé ! » Albert Einstein.
Ça m'étonne un peu... Ce que tu appelle "une boite noire", c'est une boite qui isole le thermomètre de l'environnement extérieur ?
Si c'est le cas, je ne comprend pas comment l'environnement extérieur puisse interagir avec le thermomètre !
Ne vas pas chercher si compliqué, par boîte noire j'entend une boite à chaussure ou juste une pièce dans laquelle tu aurai fermé les volets pour être dans le noir. D'ailleurs, la nuit le mercure donne tjs la même température bien qu'il fasse tout noir.
Pour la question de savoir ce qui se passe avec les autres photons, il y a plusieurs mécanisme mais oui, la lumière absorbée est directement transformée en énergie cinétique.
Les orbitales atomiques dans les molécules et dans les solides sont déjà très compliquées et ne ressemblent pas à des sphères alors en présence d'oscillation...
Quelques précisions sur les valeurs de températures :
Au niveau de l'orbite terrestre, à l'ombre c'est ~100 K (kelvin), c'est pas du tout 0K ni 3K (donc ~ -170°c et non pas -273.15°c) et exposé au soleil, c'est ~400K, soit un peu plus que 100°c.
Hé oui, le soleil n'est pas si loin et nous baigne dans ses rayonnements.
C'est ce qu'indiquent les capteurs de l'ISS par exemple, ou la combi d'un astronaute en EVA.
Combi des astronautes qui supportent donc des variations de températures qui sont dues à leur exposition, ou non, au flux solaire, et qui peuvent depasser 250° de variation, instantanément (ou presque).
Ces températures sont le fruit du rayonnement solaire sur la surface de mesure, ayant donc pour origine des photons, et ne correspondent pas à l'agitation des atomes qui "baignent dans le vide" (si l'on peut s'exprimer ainsi...).
Cependant, nulle part dans l'univers connu, il n'existe un froid aussi intense que celui que peut créer l'humain, car tout "baigne" dans le CMB a 3K (pour faire rapide...).
Or l'humain arrive a descendre a quelques millionièmes de K dans des environnements expérimentaux qui ne peuvent être reproduits de façon naturelle.
Pas tout a fait. Le rayonnement IR, ou visible (exemple: fer chauffe a rouge) est un etat d'excitation qui est lie a l'agitation (moleculaire, pas atomique). Ce sont les orbitales electroniques des molecules qui sont excitees. C'est d'ailleurs cette energie radiative qui permet aux objets de se refroidir dans l'espace (meme quand les quelques particules qui trainent ont une temperature de 100000K).
Lorsque les temperatures sont telles que les orbitales excitees entraine une ionisation atomique, on a plus un solide,liquide,gaz mais bien un plasma, qui emet dans le visible, l'UV, etc.
Dissocier l'agitation thermique (energie cinetique) et l'excitation des orbitales (atomiques ou moleculaires) et une simplification qui ne peut pas repondre a beaucoup d'observations banales.
T-K
If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)
C'est un detail bien evidemment, et je suis d'accord avec toi, mais il existe des zones relativement restreintes de l'univers ou la temperature peut descendre en dessous de 2,7K. A ma connaissance, la nebuleuse du Boomerang est la seule et affiche ~1K, et de ce que je comprends avec mes connaissances basiques en physique, c'est un principe refrigerant base sur la dilatation des gaz. Pas ci different de ce que l'on fait artificiellement pour des refrigerations pas trop poussees.
Le record artificiel est de l'ordre du milliardieme de Kelvin*
T-K
Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 27/01/2014 à 11h10.
If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)
Est-ce qu'on parle de la même chose avec des mots différents?
Moi je distingue agitation c'est à dire vibration d'un peu tout ce que tu veux, atomes, molécules, électrons de conduction et qui produit le spectre continu du corps noir (fer chauffé au rouge comme tu l'évoques) et excitation, c'est à dire transition électronique qui produit un spectre discontinu genre lampes à vapeur de mercure, hydrogène etc.. mais qui peut très bien arriver sans plasma, dans un tube néon par exemple.
Mais du coup, en dessous d'une certaine énergie t'es sur d'avoir aucune transition électronique donc que du coprs noir, des vibrations.
sans doute; en definissant ce que tu veux dire par excitation, je cromprends mieux ton message precedent.
T-K
If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)
