Chaleur et Physique statistique

[invitec6639b09]

Bonjour ,
je commence à aborder la physique statistique et j'ai une petite question.
Si on considère un système isolé consistué de deux sous-systèmes séparés par une paroi fixe et imperméable qui n'autorise que les échanges d'énergie. (problème classique). L'ensemble est isolé donc l'énergie est constante , mais les deux sous-systèmes vont s'échanger de l'énergie. Ma question, quelle est cette énergie ? je n'arrive pas à voir son explication microscopique ?! puisque la paroi ne laisse pas passer de particules , comment échanger de l'énergie ? si par exemple ce sont des gaz parfaits , les hamiltoniens de chaque côté seront la somme des energies cinétiques (p^2)/(2*m) ... donc comment s'échanger de l'énergie "si les impulsions ne change pas de côté ?"

J'ai lu dans un bouquin que ce cas classique se produisait souvent en pratique , par exemple une bouteille en verre dans un frigo , la bouteille se refroidit ... mais quelle est l'origine microscopique de ce transfert de chaleur ?

Merci pour votre aide.
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[mariposa]

Bonjour ,
je commence à aborder la physique statistique et j'ai une petite question.
Si on considère un système isolé consistué de deux sous-systèmes séparés par une paroi fixe et imperméable qui n'autorise que les échanges d'énergie. (problème classique). L'ensemble est isolé donc l'énergie est constante , mais les deux sous-systèmes vont s'échanger de l'énergie. Ma question, quelle est cette énergie ? je n'arrive pas à voir son explication microscopique ?! puisque la paroi ne laisse pas passer de particules , comment échanger de l'énergie ? si par exemple ce sont des gaz parfaits , les hamiltoniens de chaque côté seront la somme des energies cinétiques (p^2)/(2*m) ... donc comment s'échanger de l'énergie "si les impulsions ne change pas de côté ?"

J'ai lu dans un bouquin que ce cas classique se produisait souvent en pratique , par exemple une bouteille en verre dans un frigo , la bouteille se refroidit ... mais quelle est l'origine microscopique de ce transfert de chaleur ?

Merci pour votre aide.

Si la paroi est fixe il ne peut pas y avoir un travail de compression. Si la paroi est imperméable il ne peut pas y avoir échange de particules. Il reste les échanges de quantité de mouvement, donc d'énergie cinétique, qui statistiquement correspond à un flux de chaleur.

[invitec6639b09]

Justement comment s'échange cette impulsion ? si la paroi est fixe et ne laisse pas passer les particules !?

[invite15e03428]

donc comment s'échanger de l'énergie "si les impulsions ne change pas de côté ?"

Oui vraiment c'est une question intéréssante..comment cette énergie diffuse dans l'autre compartiment ?!! peut etre cela est du à l'existence d'un agent de transfert de chaleur!!! j'ai entendu parler de cet agent mais je me rappelle pas ou j'ai vu ça?!!!

[A voir en vidéo sur Futura]

[invité576543]

Justement comment s'échange cette impulsion ? si la paroi est fixe et ne laisse pas passer les particules !?

Une paroi peut être fixe (la position de son centre ne change pas, du moins pas en moyenne et seulement transitoirement) et élastique (son épaisseur change par exemple). Un choc d'un côté crée une onde élastique de compression qui se compense avec un choc élastique de l'autre côté. Au total la quantité de mouvement est passée.

Cordialement,

[invite15e03428]

Un choc d'un côté crée une onde élastique de compression qui se compense avec un choc élastique de l'autre côté. Au total la quantité de mouvement est passée.

c,à,d pour une paroi élastique ? et comment expliquer le passage de quantité de mouvement en présence d'une paroi rigide (non élastique).?

Désolé mais je ne comprends pas trop ce raisonnement faisant appel au chocs élastiques..


Cordialement

[mariposa]

c,à,d pour une paroi élastique ? et comment expliquer le passage de quantité de mouvement en présence d'une paroi rigide (non élastique).?

Désolé mais je ne comprends pas trop ce raisonnement faisant appel au chocs élastiques..


Cordialement

Et oui ce que dis mmy est juste. La notion de paroi rigide est une conception macroscopique. A l'échelle microscopique il n'en ai pas ainsi. On peut modéliser le rapport entre les atomes du solide comme étant relié par des ressorts. Le résultats de tout cà est que le mouvement d'ensemble des atomes peut être representé par des ondes caractérisées par un vecteur d'onde k (comme des ondes électromagnétiques). seul le vecteur d'onde k =0 represente un déplacement rigide.
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Par conséquent si une molécule arrive sur une paroi avec une impulsion p celle-ci va exciter un paquet d'onde (cad une combinaison linéaire de modes propres) et transmettre l'impulsion à travers la paroi et exciter une molécule l'autre coté de la paroi. Statistiquement ceci correspond a un transfert de chaleur à l'échelle microscopique.

[invitec6639b09]

Merci Mariposa ! tout est plus clair ^^
et est-ce aussi ce qui se passe avec une bouteille dans un frigo ?