principe du ventilo...

[invite8c514936]

Samedi 24 juillet, plein soleil, je sais pas si ça amuse beaucoup de monde d'aller faire un tour sur l'autoroute un jour classé rouge par Bison Futé... Perso en tout cas, c'est non ! (mais j'essaierai quand je prendrai la voiture...)
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[invitec3d96fbd]

Désolé, mais non je ne suis pas d'accord. Il faut voir le corps humain comme un ensemble d'atomes reliés par des ressorts (pour prendre un modèle simple). Dans une molécule de l'air vient taper sur un des atomes, elle donne son énergie à cet atome seulement (au moment du choc; ensuite cette énergie est distribuée sur l'ensemble du corps, certes, mais on s'intéresse ici au choc). Plus la molécule d'air arrive avec une grande vitesse, plus elle va donner d'énergie à l'atome du corps lors du choc. L'effet que tu décris correspondrait donc à un échauffement du corps dû à la vitesse de l'air, et c'est précisément l'effet discuté plus haut dans ce fil, responsable de l'achauffement des corps lorsqu'ils rentrent dans l'atmosphère.

Ou alors j'ai mal compris quelque chose, qu'est-ce que tu en penses ?

Rebonjour, désolé pour le retard.

Ce que j'en pense. Hmmmm... Eh bien... C'est à dire... Pfff...

Bon, reprenons les faits : le frottement de l'air semble pouvoir apporter et prendre de l'air en somme. Dans quel cas a t-on l'un ou l'autre ?
Un avion voit-il sa carcasse échauffée par l'air ? Je ne crois pas car des cristaux de glace peuvent se déposer sur les ailes.
Un parachutiste semble quant à lui ressentir de l'air frais (mais c'est subjectif).
Reste le problème de la sonde : elle commence à brûler dans les hautes couches de l'atmosphère très exposées au soleil. Le ferait-elle à des températures plus basses ?

Pour ma part, cela m'amène à raisonner ainsi : En-dessous d'un certain seul critique dépendant de la vitesse relative du gaz par rapport au corps humain (mais la montre est sans doute plus simple à étudier), le choc n'est pas assez important pour provoquer de réaction et l'onde de choc propagée à travers tout le corps (enfin...) via les liaisons chimiques. La zone locale d'impact fournit de l'énergie à la particule de gaz et il y a ensuite mise en place d'un équilibre thermique dans le corps.
En revanche, si le choc est assez important, il y a une réaction chimique locale pouvant entraîner la combustion (ou une simple oxydation, ou...).

Reste le problème de la localité de l'impact. On peut objecter qu'on ne doit pas intégrer la masse de tout le corps humain dans le calcul du choc, mais si l'on raisonne non plus sur une particule mais sur une fine pellicule d'air frappant toute la surface exposée du corps, ça doit tenir debout.

Mais je suis également très confus.

[invite8c514936]

Bon, reprenons les faits : le frottement de l'air semble pouvoir apporter et prendre de l'air en somme. Dans quel cas a t-on l'un ou l'autre ?

Tu veux dire de l'énergie ? OK, la question est bien résumée.

Pour apporter un élément de réponse, il y a une différence essentielle entre le cas de l'avion et celui de la "sonde" :

Dans le premier cas, le déplacement est subsonique. L'avion se déplace dans un milieu dont l'agitation thermique est supérieure à la vitesse (en effet, dans un gaz la vitesse du son est du même ordre de grandeur que la vitesse d'agitation thermique).

Dans le second cas, le déplacement est largement supersonique, il se forme une onde de choc devant le corps en mouvement. Ce corps va plus vite que l'écrasante majorité des molécules de l'air. Je dirais que dans ce cas il n'y a aucun moyen que l'énergie apportés sous forme de chaleur soit évacués dans l'air, d'où les hautes températures atteintes.

Je continue de réfléchir... Intéressant !

[invitec3d96fbd]

Je continue de réfléchir... Intéressant !

Idem pour moi, intérressant ce problème.
Bien vu pour la différence subsonique / supersonique. Peut-on trouver un exemple de frottement gaz/solide subsonique qui échauffe le solide ?

Considèrons les échanges d'énergie dans le cadre d'un déplacement subsonique et en supposant qu'aucune réation chimique n'ait lieu (ça doit être vrai sous certaines vitesses selon la nature des corps en présence) :

* Pour le solide :
- Perte d'énergie cinétique (c'est assez évident dans le cas d'une voiture exposée au vent )
- Gain d'une énergie de vibration.
- Et, semble t-il, perte de chaleur.

* Pour le gaz :
- Gain de chaleur ?
- Gain d'énergie cinétique ?
- Gain d'une énergie de vibration (augmentation locale de la pression, ce qui semble conforter le gain d'énergie cinétique).

Il est à noter que les formes d'énergie que j'ai mentionné n'apparaîssent peut-être pas simultanément.

Une piste me vient à l'esprit : et si la dissipation de chaleur était simplement la relaxation de l'énergie de vibration acquise ? Je continue à y réfléchir et j'attends tes réflexions.

Note : A partir de maintenant je raisonne sur des cristaux plutôt que sur un corps huamin, cela simplifiera les raisonnements sans écarter, je crois, de mécanisme important.

Par ailleurs, si nous examinons les choses du point de vue microscopique lors du choc gaz/cristal, il faut sans doute considérer que l'impact implique une particule de gaz (disons du diazote) et plusieurs atomes du cristal (je ne sais pas vraiment mais j'imagine que l'essentiel du paquet d'ondes du diazote est déjà repoussé à plusieurs nanomètres de distance de l'atome le plus proche, et ce sous l'influence de plusieurs nuages éléctroniques cumulés).

[invite8c514936]

Une piste me vient à l'esprit : et si la dissipation de chaleur était simplement la relaxation de l'énergie de vibration acquise ? Je continue à y réfléchir et j'attends tes réflexions.

Un petit mot avant de , tu as tout à fait raison dans le sens que pour calculer la capacité calorifique d'un solide dans le cadre de la mécanique quantique, on écrit tous les modes de vibration possibles du solide, on dit que les niveaux d'énergie correspondant sont occupés en partant du plus bas, jusqu'à caser tous les noyaux du solide (à température non nulle, il faut prendre en compte le facteur de Boltzmann). Quand le solide perd de la chaleur, il y a passage d'un mode de vibration plus énergétique vers un moins énergétique.

Bon, j' l'ordi et à bientôt !!

[invitec3d96fbd]

Rebonjour Deep Turtle. Je sais que le calcul la capacité calorifique se fait sur les modes de vibraitons du cristal, mais il me semble que d'habitude une énergie de vibration est d'habitude diffusée soit sous la forme d'une chaleur au solide lui-même, ou transmis comme énergie de vibration aux corps avoisinants (air).

En l'occurence, je dirais que lorsque l'air bute contre le solide il y a :
* Au niveau du solide, conversion de chaleur en énergie de vibration, ensuite transmise à l'air.
* Echange d'énergie cinétique du cristal vers l'air.

[acx01b]

En physio, le prof a dit que le courant d'air, en plus de permettre l'évaporation (en chassant constamment la vapeur d'eau au dessus de la peau qui sature l'air et empêche l'évaporation de plus d'eau), permet aussi de renouveller la couche d'air au-dessus de la peau : mécanisme de convection mais refroidissant ici.
Par exemple il fait 30°, la couche d'air entourant la peau est à 37° : le ventilo la chasse en permanence donc le corps peut chauffer l'air l'entourant continuellement.

donc quand il fait plus que 37°, le ventilateur pourrait finalement accentuer la sensation de chaleur ?

[invitec3d96fbd]

donc quand il fait plus que 37°, le ventilateur pourrait finalement accentuer la sensation de chaleur ?

Non, pour deux raisons :
D'abord la couche d'air au-dessus de la peau est touours supérieure à celle de l'air ambiant. Le corps ne se met pas en équilibre thermodynamique avec l'air, il cherche à demeurer à se température normale de fonctionnement en régulant sa production interne de chaleur et ses flux d'échange avec l'extérieur. Ces phénomènes sont prépondérants devant le classique échange entre deux corps inertes.
A 40°C le corps dégage quand même de la chaleur (mais j'ignore par quel mécanisme) et chauffe donc l'air au-dessus de la peau. Je pense que cet échange d'air au-dessus de la peau est le principal phénomène mis en jeu par un ventilateur pour rafraîchir le corps humain. Toutefois à cette température la différence de température entre l'air ambiant et celui au-dessus de la peau est faible et l'effet du ventilateur sans doute minime. D'autant que le ventilo dissipe lui-même de la chaleur dans la pièce.

Ensuite, nous discutions également du fait qu'un gaz propulsé à une certaine vitesse sur un corps solide pourrait lui prendre de l'énergie et ainsi faire baisser sa température. Nous nous fondions pour cela sur le refroidisement que subit uen montre lorsqu'on penche la main par la fenêtre sur la route.
Mais nous en sommes aux supputations.

EDIT : Quelqu'un sait-il comme se débrouille le corps pour expulser de la chaleur quand la température de l'air est au-dessus de 37°C ?

[invite8c514936]

Quelqu'un sait-il comme se débrouille le corps pour expulser de la chaleur quand la température de l'air est au-dessus de 37°C ?

La transpiration et l'évaporation qui s'ensuit, non ?

[invite96a93ba8]

Peut-on trouver un exemple de frottement gaz/solide subsonique qui échauffe le solide ?

Bon j'ai pas tout suivi mais pour l'exemple le tunel sous la manche est refroidit a ses cotés par une circulation (d'eau je crois) parcque le train chauffe trop en se frottant a l'air a seulement 180Km/h.
@+

[invitefce34b6a]

salut,
je pense que pour la main à l'extérieur, l'élévation de la température due aux forces de frottement est négligeable... et les échanges de chaleur de la peau (qui est refroidie) et de l'air prédominent. Comme les 2 ont une température plus basse que le corps à l'intérieur de la voiture, cette sensation de fraicheur vient de là...

A partir, d'une certaine vitesse, l'élévation de t° ne l'est plus... (à 180°C pour le train)

Vs en dites koi?

[invite2c6a0bae]

Je n'ai pas suivis les deniers episodes '& j'ai pas trop le temps :grrr: mais j'avais un truc a dire sur ce sujet: un conseil de grand mere :

Mettez votre linge secher dans votre chambren comme ca, il fera plus frais , l'eau qui s'evappore pompant des calories,

ciao

[vince]

Mettez votre linge secher dans votre chambren comme ca, il fera plus frais , l'eau qui s'evappore pompant des calories,

Je vais peut être dire une bétise mais dans ce cas là tu remplaces de l'air chaud par de la vapeur chaude. Le bilan énergétique de la chambre est nul, non?

[invitefce34b6a]

en plus je dirais que c'est pire nan? l'air sec refroidissant le linge se charge d'eau donc d'humidité et on se sent mal.... enfin ça dépend du taux d'humidité de l'air au début bien sur...

ça rejoint ce que tu viens de dire vince...

[invite8c514936]

dans ce cas là tu remplaces de l'air chaud par de la vapeur chaude. Le bilan énergétique de la chambre est nul, non?

Oui le bilan énergétique est nul mais ça refroidit quand même, car une partie de l'énergie qui était présente dans l'énergie thermique de l'air est passée dans de l'énergie potentielle d'interaction entre les molécules d'eau, lors de l'évaporation. Dit autrement, l'évaporation d'eau absorbe de l'énergie, même si la vapeur initiale et le liquide final ont la même température...