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pourquoi un gaz qui se détent est froid ?



  1. #1
    crickijul44

    Question pourquoi un gaz qui se détent est froid ?


    ------

    Bonjour je me posais cette question:
    pourquoi un gaz qui se détent est froid ?

    -----

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  3. #2
    GillesH38a

    Re : pourquoi un gaz qui se détent est froid ?

    essentiellement parce qu'il se détend contre une pression extérieure : il effectue donc un travail, donc perd de l'énergie et se refroidit. Un gaz se détendant dans le vide ne se refroidit pas, ou plus exactement il se refroidit quand il acquiert de la vitesse (en transformant son énergie thermique en énergie cinétique), mais en s'arrêtant il retrouvera sa température initiale.

  4. #3
    meteor31

    Re : pourquoi un gaz qui se détent est froid ?

    Citation Envoyé par gillesh38 Voir le message
    essentiellement parce qu'il se détend contre une pression extérieure : il effectue donc un travail, donc perd de l'énergie et se refroidit. Un gaz se détendant dans le vide ne se refroidit pas, ou plus exactement il se refroidit quand il acquiert de la vitesse (en transformant son énergie thermique en énergie cinétique), mais en s'arrêtant il retrouvera sa température initiale.
    salut

    Ce que tu dis est valable pour le gaz parfait.

    Pour les gaz réels, caractérisés par leur coefficient de Joule-Thomson, la détente isenthalpique se fait avec variation de température.
    (on sait bien que du gaz qui se détend au travers d'une vanne se refroidit et il apparait du givre qui peut d'ailleurs coincer la vanne)
    Variation qui peut se faire dans les 2 sens suivant la température initiale.
    Ainsi l'H2 se réchauffe par détente au-dessus de 202°K.

    La détente de Joule-Thomson est utilisée industriellement pour la liquéfaction de l'H2 et de l'He, entr'autres.

  5. #4
    Amethyste

    Re : pourquoi un gaz qui se détent est froid ?

    "en transformant son énergie thermique en énergie cinétique"

    je ne comprends pas cette phrase. énergie thrmique et énergie cinétique ce n'est pas la même chose?

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    mach3
    Modérateur

    Re : pourquoi un gaz qui se détent est froid ?

    je ne comprends pas cette phrase. énergie thrmique et énergie cinétique ce n'est pas la même chose?
    ça dépend de l'énergie de quoi on parle. l'énergie thermique représente l'énergie cinétique des particules constituant le système, à ne pas confondre avec l'énergie cinétique du système lui même si il est en mouvement.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  8. #6
    deep_turtle

    Re : pourquoi un gaz qui se détent est froid ?

    Salut,

    On peut aussi voir les choses d'une autre manière : dans un gaz réel, les molécules s'attirent entre elles quand elles sont loin (cas 1), et se repoussent quand elles sont proches (cas 2) (on parle de potentiel d'interaction en termes plus techniques, mais peu importe). Quand on détent un gaz dans le vide (on fait un trou dans une enceinte contenant un gaz et on laisse le gaz s'échapper pour occuper une enceinte plus grande), les molécules deviennent plus écartées les unes des autres dans le cas 1, si bien qu'elle perdent un peu de vitesse à cause de leur attraction.

    Cette perte de vitesse moyenne, ben c'est justement une diminution de la température !

    ça permet ausse de comprendre pourquoi la détente d'un gaz parfait dans les mêmes conditions ne conduit à aucun changement de température (c'est la première loi de Joule) ! En effet, pour un gaz parfait les molécules ne s'attirent pas et ne se repoussent pas non plus. Quand elles se retrouvent dans la partie vide de l'enceinte, et ben rien ne change pour elle, elles gardent la même vitesse !
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

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  10. #7
    b1a2s3a4l5t6e7

    Re : pourquoi un gaz qui se détent est froid ?

    Salut.J'ai une facon un peu différente pour comprendre ce qui se passe.Dabord pour la loi des gaz il faut etre au-dessus de la température critique;au-dessus de cette température,peu importe la pression qu'on exerce sur le gaz,il est impossible de liquifier ce gaz,aussi il faut que le gaz soit constituer d'une seule sorte de molécule,exemple l'air ne satisfait pas a cette condition,
    mais l'oxygene et l'azote satisfait a cette condition,ces conditions pour moi satisfait la loi des gaz:
    P1V1/T1 = P2V2/T2
    Maintenant,supposons que nous avons un gaz
    dans un cylindre qui a un piston a une de ces extrémitée,
    l'idée c'est que les molécules entre en contact avec la paroi du cylindre avec la meme vitesse en moyenne et si
    le piston bouge de facon a procurer une détente au gaz,alors c'est lors du mouvement du piston que les molécules frapant la paroi du piston (en mouvement) que
    ces molécules perdent de la vitesse;
    ce qui se passe est ceci, si je tire une balle de caoutchouc sur une porte fermer, sa vitesse de retour
    sera différente a sa vitesse de retour si quelqu'un ouvre la porte et que la balle touche la porte qui bouge, ici je considere la direction de la vitesse de la balle perpendiculaire au plan de la porte et je néglige la déviation de la balle.
    Comme la température dépend de l'énergie cinétique
    des molécules,donc aussi de la vitesse de ces molécules,
    alors si la vitesse de ces molécules diminuent, la température diminu aussi comme l'indique la loi des gaz que j'ai écrite vers le début de mon message.
    Merci de votre attention et de votre intérêt.

  11. #8
    crickijul44

    Talking Re : pourquoi un gaz qui se détent est froid ?

    En clair et simplement quel est la bonne réponse?

  12. #9
    invité576543
    Invité

    Re : pourquoi un gaz qui se détent est froid ?

    Proposition de résumé:

    Cas 1) Gaz parfait se détendant contre une pression extérieure: le gaz est à une pression P1>Pe la pression extérieure, et descend à Pe

    Le gaz se refroidit parce qu'une partie de son énergie thermique est utilisée pour "pousser l'extérieur"

    Cas 2) Gaz parfait se détendant dans le vide, mais avec volume final limité: température comme celle initiale une fois le nouveau volume occupé (entre temps les vitesses ne sont pas aléatoires, et parler de température est plus difficile)

    Cas 3) Gaz non parfait se détendant le vide: la température peut diminuer, une partie de l'énergie thermique étant transformée en énergie potentielle liée à la distance entre molécules (qui augmente en moyenne avec la détente)

    Cas 4) Gaz non parfait se détendant contre une pression: en gros comme 1), sauf exceptions

    Cordialement,

  13. #10
    b1a2s3a4l5t6e7

    Re : pourquoi un gaz qui se détent est froid ?

    Citation Envoyé par mmy Voir le message
    Cas 4) Gaz non parfait se détendant contre une pression: en gros comme 1), sauf exceptions
    Cordialement,
    Salut.Dans mon cas il a une différence importante avec le cas 1), celui de Gilles 38;
    quand les molécules du gaz retrouve leurs vitesse initiales,leurs vitesses n'a pas diminuer et dans mon cas,
    la vitesse des molécules n'ont jamais augmenter et elle
    a diminuer.
    J'ai vérifié ma version,au départ il peut semblé que la vitesse des molécules diminuent peu quand on considere que la vitesse du déplacement du piston est faible par rapport a celui des molécules,mais plus ces molécules vont vite et plus il y a d'aller retour et de collision avec la paroi du piston quand il se déplace.
    Merci de votre attention et de votre intérêt.

  14. #11
    crickijul44

    Re : pourquoi un gaz qui se détent est froid ?

    Merci pour vos réponse mais je voudrais aussi savoir: quand une matière est froide cela veut dire que les électrons sont rapproché du noyau donc quand on comprense un gaz pourquoi se réchauffe t'il vue que les électrons doivent avoir tendance à se raproché du noyau?

  15. #12
    philou21

    Re : pourquoi un gaz qui se détent est froid ?

    Citation Envoyé par crickijul44 Voir le message
    Merci pour vos réponse mais je voudrais aussi savoir: quand une matière est froide cela veut dire que les électrons sont rapproché du noyau donc quand on comprense un gaz pourquoi se réchauffe t'il vue que les électrons doivent avoir tendance à se raproché du noyau?
    Non,non, les électrons n'ont rien a voir avec la température (du moins avec les températures ordinaires). Ce sont les atomes dans leur ensemble qui bougent plus moins vite avec la température.

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  17. #13
    invité576543
    Invité

    Re : pourquoi un gaz qui se détent est froid ?

    Bonsoir,

    Citation Envoyé par crickijul44 Voir le message
    Merci pour vos réponse mais je voudrais aussi savoir: quand une matière est froide cela veut dire que les électrons sont rapproché du noyau
    Pas vraiment! Prenons un gaz c'est plus simple: en gros la température est liée à la vitesse moyenne (quadratique) des molécules. Plus c'est froid moins elles vont vite.

    Quand on compresse un gaz il se chauffe simplement parce que le piston se déplaçant accélère les molécules (si le piston va à v, celles qui arrivent sur le piston perpendiculairement arrivent avec la vitesse -V par rapport à l'enceinte donc à -V-v par rapport au piston, et repartent à V + v par rapport au piston, soit a V + 2v par rapport à l'enceinte: il y a accélération; attention, le signe de la vitesse indique sa direction...).

    Cordialement,

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