A propos des pressions négatives

[invited494020f]

Bonjour deep_turtle!

Cosmologie théorique : D'autres, enfin (?), se penchent sur que les observations nous disent de l'Univers et essaient de comprendre ses propriétés par des modèles. Par exemple, il semble que l'Univers soit en expansion accélérée. Si c'est le cas, ceci implique qu'il doit contenir une composante ayant des propriétés assez remarquables, notamment une pression négative. Pas mal de théoriciens produisent des situations physiques qui pourraient expliquer plus ou moins naturellement ces propriétés.

Encore une question idiote! Le concept de pression négative, comme beaucoup de concepts récents me choquent un peu. Ne peut-on pas la remplacer en admettant que l'apparition instantanée (comment?) d'une certain quantité de masse/énergie au moment du big-bang soit suivie par un "suintement" continu de celle-ci qui, en communiquant en permanence une impulsion à la matière en expansion, assurerait l'accroissement de la vitesse de cette expansion? J'ose ajouter à cette proposition farfelue que ce suintement pourrait provenir de trous noirs qui, au moment de leur effondrement libèrent une énergie colossale. Idiot, non?
Amicalement paulb.
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[invite8c514936]

Le concept de pression négative, comme beaucoup de concepts récents me choquent un peu.

En fait le concept de pression négative n'est pas chocant du tout (et pas récent non plus) si on réfléchit à ce que représente physiquement une pression. Prends par exemple une surface sphérique remplie d'un milieu, plongée dans le vide. Dire que la pression du milieu est négative (resp. positive), c'est dire que la force qui s'exerce sur la surface est dirigée vers l'intérieur (resp. vers l'extérieur).

Si mon ballon est rempli d'un gaz ordinaire, l'agitation moléculaire du gaz conduit à des chocs sur la paroi, ce qui se traduit par une force vers l'extérieur, la pression est positive.

Maintenant, il y a des cas où les forces qui agissent entre les constituants du milieu (par exemple les molécules dans un gaz) sont attractives, ce qui fait que la surface peut être attirée vers l'intérieur ! Deux exemples :

- lors d'une transition de phase, au passage gaz-liquide, on passe un seuil au-delà duquel la composante attractive de l'interaction moléculaire devient dominante, c'est ce qui produite la condensation du gaz. La pression est alors négative. On peut le retrouver par des arguments thermodynamiques classiques.

- sous l'effet de la gravitation : Si la gravitation est la force dominante, alors tous les constituants du milieu contenu dans le ballon s'attirent et attirent la paroi, ce qui donne une contribution négative à la pression. Ces constituants peuvent aussi être animés de mouvements et venir taper sur la surface, ce qui donne une contribution positive à la pression. Négative de l'un, positive de l'autre... Qui gagne ? Ca dépend des cas. Dans certains cas, la pression finale est positive, mais dans d'autres, en particulier quand le ballon est très dense (si bien que la gravitation est importante), la pression peut être négative.

Enfin, pour ouvrir d'autres portes sur ce sujet, la définition propre de la pression en physique, c'est un flot de quantité de mouvement. Dès que de la quantité de mouvement est transportée, il y a de la pression (le calcul classique des forces de pression basé sur les chocs des molécules sur la paroi est d'ailleurs basé entièrement là-dessus). En général, la quantité de mouvement est transportée dans le sens de la vitesse qu'ont les particules (puisqu'en général, la quantité de mouvement est proportionnelle à la vitesse). Mais ce n'est pas toujours le cas, parfois, la quantité de mouvement est transportée dans le sens inverse de la vitesse...

Bon, pour ce dernier paragraphe je réfléchis tout haut, je n'ai jamais vraiment vu cet argument présenté comme ça, et je me (vous) donne un droit de regard ultérieur sur cette façon de voir les choses...

[mtheory]

Bonjour deep_turtle!


Encore une question idiote! Le concept de pression négative, comme beaucoup de concepts récents me choquent un peu. Ne peut-on pas la remplacer en admettant que l'apparition instantanée (comment?) d'une certain quantité de masse/énergie au moment du big-bang soit suivie par un "suintement" continu de celle-ci qui, en communiquant en permanence une impulsion à la matière en expansion, assurerait l'accroissement de la vitesse de cette expansion? J'ose ajouter à cette proposition farfelue que ce suintement pourrait provenir de trous noirs qui, au moment de leur effondrement libèrent une énergie colossale. Idiot, non?
Amicalement paulb.

Ce sont les équations d'Einstein et les caractéristiques de l'expansion(accélération) qui nous conduisent TRES précisèment à l'introduction d'une pression négative.Ce qui cause cette pression négative n'est pas compris mais on a des idées.
On connait expérimentalement des effets de pression négative en physique liés au vide quantique:c'est l'effet Casimir.

[mtheory]

On connait expérimentalement des effets de pression négative en physique liés au vide quantique:c'est l'effet Casimir.

Hum je ne suis plus sûr du caractère négatif de la pression de Casimir bien qu'il y ait des effets de ce genre, il me semble ,dans certains modèles inflationnaires et pour tenir ouverts des 'wormholes' à la Thorne (énergie exotique négative) que l'on dit être liès à l'effets Casimir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited494020f]

En fait le concept de pression négative n'est pas chocant du tout (et pas récent non plus) si on réfléchit à ce que représente physiquement une pression. Prends par exemple une surface sphérique remplie d'un milieu, plongée dans le vide. Dire que la pression du milieu est négative (resp. positive), c'est dire que la force qui s'exerce sur la surface est dirigée vers l'intérieur (resp. vers l'extérieur).

Merci, deep_turtle de cette longue explication!
Dans ce premier paragraphe je relève un manque, ce qui risque de changer le sens des paragraphes suivants:
Dans ton exposé tu oublies que la surface sphérique a deux faces: l'extérieure et l'intérieure! La contrainte s'exerçant sur la matière de la sphère est le résultat de la différence des pressions extérieure et intérieure.

Si mon ballon est rempli d'un gaz ordinaire, l'agitation moléculaire du gaz conduit à des chocs sur la paroi, ce qui se traduit par une force vers l'extérieur, la pression est positive.

La pression est positive à l'intérieur. Si elle est inférieure à l'extérieur, il y a surpression à l'intérieur.

Maintenant, il y a des cas où les forces qui agissent entre les constituants du milieu (par exemple les molécules dans un gaz) sont attractives, ce qui fait que la surface peut être attirée vers l'intérieur !

Non, la surface intérieure n'est pas attirée! C'est la surface extérieure qui est sous pression.

Deux exemples :

lors d'une transition de phase, au passage gaz-liquide, on passe un seuil au-delà duquel la composante attractive de l'interaction moléculaire devient dominante, c'est ce qui produite la condensation du gaz. La pression est alors négative. On peut le retrouver par des arguments thermodynamiques classiques.

Non, même à K=0, la pression ne fait que s'annuler à l'intérieur et c'est seulement la pression extérieure qui donne l'illusion d'une pression négative intérieure.

- sous l'effet de la gravitation : Si la gravitation est la force dominante, alors tous les constituants du milieu contenu dans le ballon s'attirent et attirent la paroi, ce qui donne une contribution négative à la pression. Ces constituants peuvent aussi être animés de mouvements et venir taper sur la surface, ce qui donne une contribution positive à la pression. Négative de l'un, positive de l'autre... Qui gagne ? Ca dépend des cas. Dans certains cas, la pression finale est positive, mais dans d'autres, en particulier quand le ballon est très dense (si bien que la gravitation est importante), la pression peut être négative.

Dans ce cas, il y a deux forces distinctes qui opèrent: la pression intérieure et l'attraction gravitationnelle. En admettant K=0 il n'y a donc pas de pression intérieure et les forces qui agissent sur la paroi sont purement gravitationnelles. Selon toi donc, la pression négative intérieure serait fonction de la masse de la paroi. Ce serait un non-sens ou je me trompe.

Enfin, pour ouvrir d'autres portes sur ce sujet, la définition propre de la pression en physique, c'est un flot de quantité de mouvement. Dès que de la quantité de mouvement est transportée, il y a de la pression (le calcul classique des forces de pression basé sur les chocs des molécules sur la paroi est d'ailleurs basé entièrement là-dessus). En général, la quantité de mouvement est transportée dans le sens de la vitesse qu'ont les particules (puisqu'en général, la quantité de mouvement est proportionnelle à la vitesse). Mais ce n'est pas toujours le cas, parfois, la quantité de mouvement est transportée dans le sens inverse de la vitesse...

Bon, pour ce dernier paragraphe je réfléchis tout haut, je n'ai jamais vraiment vu cet argument présenté comme ça, et je me (vous) donne un droit de regard ultérieur sur cette façon de voir les choses...

Il y a dans ce fil un certain nombre de choses dont j'entends parler la première fois (tu vois c'est un aveu de faiblesse). La quantité de mouvement transportée dans le sens inverse de la vitesse en est. No comment.
Dubitativement paulb.

[mtheory]

Hum je ne suis plus sûr du caractère négatif de la pression de Casimir bien qu'il y ait des effets de ce genre, il me semble ,dans certains modèles inflationnaires et pour tenir ouverts des 'wormholes' à la Thorne (énergie exotique négative) que l'on dit être liès à l'effets Casimir.

Bon alors sauf erreur de wikipedia ce que j'ai dit est exact.
http://en.wikipedia.org/wiki/Casimir_effect

Voir d'ailleurs la référence de Bordag et all à la fin de l'article.

[mtheory]

La quantité de mouvement transportée dans le sens inverse de la vitesse en est. No comment.

Je crois que Deep-turtle à raison,il me semble me souvenir de certains effets en mécanique des fluides avec viscosité négative!
Ce qui implique bien ce genre de chose paradoxale à première vue.

[invite8c514936]

Dans ton exposé tu oublies que la surface sphérique a deux faces: l'extérieure et l'intérieure! La contrainte s'exerçant sur la matière de la sphère est le résultat de la différence des pressions extérieure et intérieure.

J'ai pris soin de préciser que la sphère était placée dans le vide... L'ensemble de tes objections n'ont donc pas lieu d'être (on pourrait considérer l'effet d'un milieu extérieur, avec des conclusions similaires, mais je ne vois pas l'intérêt de compliquer inutilement le problème...)

Selon toi donc, la pression négative intérieure serait fonction de la masse de la paroi. Ce serait un non-sens ou je me trompe.

Pourquoi serait-ce un non-sens ? La force subie par la paroi dépend en effet de sa masse, et donc la pression (force par unité de surface) aussi. C'est vrai que dans ce cas la pression n'est pas vraiment une propriété du milieu contenu dans le ballon. On peut cependant généraliser ce cas à celui d'une boule de gaz dont la cohésion est assurée par la gravité (excellent exemple : une étoile). l'équilibre mécanique est alors assuré par l'effet antagoniste de la pression thermique (positive) et le gradient des forces de pression qui peut s'écrire comme un terme de pression (négative).

[invitea29d1598]

En général, la quantité de mouvement est transportée dans le sens de la vitesse qu'ont les particules (puisqu'en général, la quantité de mouvement est proportionnelle à la vitesse). Mais ce n'est pas toujours le cas, parfois, la quantité de mouvement est transportée dans le sens inverse de la vitesse...

en fait, il existe déjà des cas très courants dans lesquels, sans être en sens inverse, la quantité de mouvement et la vitesse ne sont pas alignées. A partir du moment où tu as deux fluides mobiles l'un par rapport à l'autre et qui sont en interaction via un terme de couplage qui dépend de la vitesse, tu peux avoir cet effet. Exemple : hydrodynamique des superfluides.

techniquement, la raison est que la quantité de mouvement est un covecteur alors que la vitesse est un vecteur. Le covecteur associé à la vitesse (ce qu'on appelle ses composantes covariantes) n'est donc pas nécessairement proportionnel à la quantité de mouvement.

sur le sujet (avec la présentation d'un bô formalisme lagrangien relativiste pour l'hydro), on peut regarder ce cours par Brandon Carter :

http://xxx.soton.ac.uk/abs/gr-qc/9907039

[invited0b9a6a5]

Bonjour Deep_Turtle

Merci pour tes explications. Question : Dans notre univers, le signe de la pression ne serait-il pas lié au signe de la masse critique de l'univers moins la masse de l'univers ? Le signe de m_c-m ?

Kwaz

[invited494020f]

J'ai pris soin de préciser que la sphère était placée dans le vide... L'ensemble de tes objections n'ont donc pas lieu d'être (on pourrait considérer l'effet d'un milieu extérieur, avec des conclusions similaires, mais je ne vois pas l'intérêt de compliquer inutilement le problème...)

Toutes mes excuses! La sphère est donc dans le vide. A la température K=0, tout le petit monde à l'intérieur est couché. Il n'y a donc aucune pression exercée ni à l'intérieur, ni à l'extérieur. Faux?

Pourquoi serait-ce un non-sens ? La force subie par la paroi dépend en effet de sa masse, et donc la pression (force par unité de surface) aussi. C'est vrai que dans ce cas la pression n'est pas vraiment une propriété du milieu contenu dans le ballon. On peut cependant généraliser ce cas à celui d'une boule de gaz dont la cohésion est assurée par la gravité (excellent exemple : une étoile). l'équilibre mécanique est alors assuré par l'effet antagoniste de la pression thermique (positive) et le gradient des forces de pression qui peut s'écrire comme un terme de pression (négative).

Encore mes excuses! A K=0 c'est donc la gravité la seule cause de la "pression négative", ce qui suppose qu'il y a une bonne dose de matière à l'intérieur.
Or ce n'est pas le cas du vide où il n'y a que la misère de 3 équivalent proton au m^3 et encore, en énergie donc gravitation vers le "centre" égale 0.
Du coup (à moins que je me trompe, ce qui paraît fréquent) la "pression négative" et l'origine de l'apparition de l'énergie du vide ou plus exactement la permanence de cette énergie malgré l'expansion, donc augmentation de l'énergie totale de l'Univers, sans diminution de sa matière, reste mystérieuse ou pour le moins hypothétique.
Franchement, je ne discute pas pour vous embêter, mais pour comprendre votre explication de l'accélération de l'expansion de l'Univers par le moyen de l'augmentation de l'énergie du vide, alors qu'il me semble (donc je n'affirme rien) plus plausible que ce soient les trous noirs qui "recyclent" cette énergie supplémentaire nécessaire. Seul le résultat compte, bien entendu.
Amicalement paulb.

[invite8c514936]

Toutes mes excuses! La sphère est donc dans le vide. A la température K=0, tout le petit monde à l'intérieur est couché. Il n'y a donc aucune pression exercée ni à l'intérieur, ni à l'extérieur. Faux?

Ben sauf que j'ai jamais supposé qu'on était à température nulle. Dans l'exemple que je donne plus haut, je parle de condensation de gaz vers liquide, qui a toujours lieu à température non nulle...

Encore mes excuses! A K=0 c'est donc la gravité la seule cause de la "pression négative", ce qui suppose qu'il y a une bonne dose de matière à l'intérieur.
Or ce n'est pas le cas du vide où il n'y a que la misère de 3 équivalent proton au m^3 et encore, en énergie donc gravitation vers le "centre" égale 0.

Le vide est vide... Rien, nada dedans. La sphère, elle contient de la matière, qui est responsable de la pression négative. Mais attention, je n'ai pas dit que c'était l'explication du terme de pression négative en cosmologie, je te donne juste des exemples de situations physiques où des pressions négatives peuvent apparaitre, ça avait l'air science-fictionnesque pour certains comme idée.

Franchement, je ne discute pas pour vous embêter, mais pour comprendre votre explication de l'accélération de l'expansion de l'Univers par le moyen de l'augmentation de l'énergie du vide, alors qu'il me semble (donc je n'affirme rien) plus plausible que ce soient les trous noirs qui "recyclent" cette énergie supplémentaire nécessaire.

OK, je vais réfléchir à une explication simple de l'apparition de la pression négative à cause de l'énergie du vide... Ceci dit, je n'ai toujours pas compris en quoi tu fournissais une explication à l'accélération avec des trous noirs...

[invite85dfba75]

Bonjour,

Deep, tu parles de l'expension de l'univers ,en disant qu'elle est accéléré .. Doi-je comprendre que la vitese d'expension est une continuelle accelération ? Si c'est le cas je ne comprend plus rien du tout (deja que je comprend pas grand chose) et je crois que les bases meme de la physique moderne s'ecroule sous le poid d'une telle constatation , non ?

[invite88ef51f0]

Si c'est le cas je ne comprend plus rien du tout (deja que je comprend pas grand chose) et je crois que les bases meme de la physique moderne s'ecroule sous le poid d'une telle constatation , non ?

En quoi les bases de la physique moderne devraient s'écrouler sous le poids de la constatation que tu ne comprends pas ?

Doi-je comprendre que la vitese d'expension est une continuelle accelération ?

On parle de "taux d'expansion" et non de "vitesse d'expansion", car la vitesse d'éloignement dépend de la distance (loi de Hubble), et je ne comprends pas ce que tu veux dire par "la vitesse est une accélération"...

[invite8c514936]

Réponse à Rhedae :

La vitesse d'expansion, c'est un terme indiquant la vitesse à laquelle semblent s'éloigner de nous les galaxies qui nous entoure. C'est un terme très mal choisi, car toutes les galaxies s'éloignent à des vitesses différentes, qui dépendent de leur éloignement, en fait.

Il y a une relation simple entre la vitesse v et l'éloignement d d'une galaxie si elle n'est pas trop loin : elles sont proportionnelles

v = H d

où H est appelé constante de Hubble... C'est encore un terme très mal choisi, car cette grandeur change au cours du temps... En regardant des galaxies plus lointaines, on peut mesurer cette grandeur dans le passé, et on s'aperçoit qu'elle est actuellement en phase d'augmentation : H devient de plus en plus grand (sur des échelles du milliard d'années, pas sur une échelle humaine...).

C'est pour ça qu'on dit que l'expansion est accélérée : si un cosmologiste remesure dans un milliard d'années la relation entre la vitesse et l'éloignement des galaxies, il trouvera que les galaxies situés à une distance donnée s'éloignent plus vite que ne s'éloignent aujourd'hui des galaxies situées à la même distance...

EDIT : croisement avec Coincoin...

[invite6f044255]

Salut,

dans les equations de Friedmann:

j'ai entendu que la constante cosmologique pouvait etre consideree comme une pression negative.
Son action serait donc de meme type que la gravitation (voir post 2).
Mais c'est un peu bizarre, vu qu'elle est censee expliquer l'acceleration de l'expansion de l'univers, non?

[invite85dfba75]

Ce que je veux dire c'est qu'une acceleration constante est impossible , non ? Si elle est proportionnelle a l'eloignement elle augmente constament (logique) , c'est ce que j'ai compris : la vitesse d'eloignement entre deux gallaxies tendrait vers l'infini , alors c'est pour c'ette raison que je suis stupefé et je me dit que quelque chose doit m'echapper .

[invited494020f]

Ben sauf que j'ai jamais supposé qu'on était à température nulle. Dans l'exemple que je donne plus haut, je parle de condensation de gaz vers liquide, qui a toujours lieu à température non nulle...
Le vide est vide... Rien, nada dedans. La sphère, elle contient de la matière, qui est responsable de la pression négative. Mais attention, je n'ai pas dit que c'était l'explication du terme de pression négative en cosmologie, je te donne juste des exemples de situations physiques où des pressions négatives peuvent apparaitre, ça avait l'air science-fictionnesque pour certains comme idée.

Apparemment, je suis le contradicteur de service. Là, je pèse mes mots:
Une sphère étanche placée dans le vide, quelle que soit la matière à l'intérieur, gazeuse, liquide ou solide, ne peut, abstracion faite de la force gravitationnelle causée par elle-même ou par cette matière, subir une contrainte causée par une pression négative, quelle que soit la température ou la variation de température de ladite matière ou d'elle-même, a moins que cette matière solide soit solidaire à la sphère et à une température inférieure à la sienne. Dans ce cas c'est la différence de dilatation et non la pression négative qui est la cause de la contrainte.
Dans les cas définis ci-dessus les variations de pression ne peuvent en aucun cas la rendre négative.
Cette-fois-ci je suis assez sûr de moi.
Amicalement paulb.

[BioBen]

Son action serait donc de meme type que la gravitation (voir post 2).
Mais c'est un peu bizarre, vu qu'elle est censee expliquer l'acceleration de l'expansion de l'univers, non?

En fait elle a plutot l'effet inverse de la gravitation...(cette fameuse énergie noire)
a+
ben

[invite8c514936]

Une sphère étanche placée dans le vide, quelle que soit la matière à l'intérieur, gazeuse, liquide ou solide, ne peut, abstracion faite de la force gravitationnelle causée par elle-même ou par cette matière, subir une contrainte causée par une pression négative, quelle que soit la température ou la variation de température de ladite matière ou d'elle-même, a moins que cette matière solide soit solidaire à la sphère et à une température inférieure à la sienne.

Forcément c'est un peu délicat si on se met à considrer la dynamique du problème : le système ayant une pression négative va avoir tendance à se contracter et à se désolidariser de la sphère... Il n'empêche que le système lui-même peut avoir une pression négative, même quand il s'est désolidarisé de la sphère qui le contient.

[invited494020f]

Forcément c'est un peu délicat si on se met à considrer la dynamique du problème : le système ayant une pression négative va avoir tendance à se contracter et à se désolidariser de la sphère... Il n'empêche que le système lui-même peut avoir une pression négative, même quand il s'est désolidarisé de la sphère qui le contient.

Navré, tu réponds à côté de la question:
-tu parles du "système": lequel?
-tu dis : "ayant une pression négative": c'est une affirmation gratuite qui présuppose l'existence de cette pression mais ne l'explique pas;
-tu dis "peut avoir": affirmation à étayer!
Un peu déçu paulb.

[invite8c514936]

-tu dis "peut avoir": affirmation à étayer!

En effet, mon message précédent (les autres aussi d'ailleurs) ne prétendent pas être des exemples de rigueur, j'essaie de faire sentir pourquoi des pressions négatives sont possibles, ce ne sont pes des cours sur le sujet. J'ai l'impression d'avoir été quand même plus précis que les intervenants mettant en doute la possibilité d'une pression négative (personne n'a avancé le moindre argument thermodynamique, j'ai juste lu des "c'est bizarre" ou "j'avais jamais vu ça"...)

-tu parles du "système": lequel?

Ben celui qui est dans la sphère : par exemple un fluide en train de se condenser (par exemple de la vapeur d'eau).

-tu dis : "ayant une pression négative": c'est une affirmation gratuite qui présuppose l'existence de cette pression mais ne l'explique pas;

J'avais l'impression de l'avoir fait dans les messages précédents.

[invited494020f]

en fait, il existe déjà des cas très courants dans lesquels, sans être en sens inverse, la quantité de mouvement et la vitesse ne sont pas alignées. A partir du moment où tu as deux fluides mobiles l'un par rapport à l'autre et qui sont en interaction via un terme de couplage qui dépend de la vitesse, tu peux avoir cet effet. Exemple : hydrodynamique des superfluides.

techniquement, la raison est que la quantité de mouvement est un covecteur alors que la vitesse est un vecteur. Le covecteur associé à la vitesse (ce qu'on appelle ses composantes covariantes) n'est donc pas nécessairement proportionnel à la quantité de mouvement.

Bonjour!
J'avoue que sur le moment j'ai été désarçonné. Mais réflexion faite:
Je crois qu'il y a une petite confusion dans ta dernière phrase. Tu dis que la quantité de mouvement est un covecteur. Ensuite tu dis que le covecteur n'est pas nécessairement proportionnel à la quantité de mouvement, donc à lui-même. Bon, c'est un lapsus.
Q: quantité de mouvement
m: masse
V:vitesse
E: énergie
Dans le cas des particules, vu leur comportement (mouvement brownien) leur Q est constamment alignée sur leur vitesse. La Q négative ne pourrait résulter que soit d'une "orientation" de l'espace (exclue par le même mouvement brownien ou les particules voyagent dans tous les sens et conservent apparemment leur Q), soit de l'orientation des particules mêmes qui auraient un "devant" et un "derrière", un peu comme les fléchettes portant une ventouse tirées par les fusils d'enfant. Dans le cas d'une Q positive, elles voyageraient le bout solide en avant et feraient une petite tape sur une paroi rencontrée. Dans le cas d'une Q négative, elles auraient la ventouse tournée vers l'avant et feraient un petit suçon sur la paroi, qui subirait ainsi une pression négative. En disant tout ça est-ce que je délire?
Voyons le côté mathématique:
Q=m*V
E=m*V^2/2
Dans le cas d'une vitesse négative Q serait négative et E serait positive. En voulant déduire V de la mesure de l'énergie de la particule on serait dans l'impossibilité de connaître le signe de sa vitesse:
V=+-2*(E/m)^0,5 Ennuyeux!
Dubitativement paulb.

[invited494020f]

J'ai l'impression d'avoir été quand même plus précis que les intervenants mettant en doute la possibilité d'une pression négative (personne n'a avancé le moindre argument thermodynamique.

Et moi, alors? Je m'explique encore plus nettement:
La pression positive à l'intérieur d'une sphère étanche contenant un gaz est due aux chocs des particules de ce gaz sur sa paroi interne. Si, à cause du refroidissement de l'ensemble, ce gaz commence à se condenser, la pression diminue, mais reste positive, car la température de liquefaction diminue en même temps que la pression. Quand la température tend vers K=0, les dernières particules se liquefient ou se solidifient et quand la température atteint k=0, la pression intérieure s'annule également, puisque toutes les particules se tiennent tranquilles et il n'y a plus de chocs sur la paroi.
Amicalement paulb.

[invite8c514936]

Voyons le côté mathématique:
Q=m*V
E=m*V^2/2

Précisément, ceci n'est pas la définition générale de la quantité de mouvement. C'est celle qu'on apprend quand on commence la physique, mais ce n'est que son expression dans le cas le plus simple.

Par exemple, pour une particule chargée placée dans un champ électromagnétique, la quantité de mouvement contient en plus du terme de vitesse un terme contenant le potentiel vecteur. Ces complications apparaissent à chaque fois que le potentiel d'interaction dépend de la vitesse de la particule.

La pression positive à l'intérieur d'une sphère étanche contenant un gaz est due aux chocs des particules de ce gaz sur sa paroi interne.

C'est ce que j'ai voulu préciser plus haut : c'est via l'échange de quantité de mouvement à la surface, ce qui peut être plus subtil qu'il n'y parait.

Si, à cause du refroidissement de l'ensemble, ce gaz commence à se condenser, la pression diminue, mais reste positive, car la température de liquefaction diminue en même temps que la pression.

Non, regarde un diagramme de phase : le gaz subit toujours nue transition de phase à température finie, quelle que soit la pression, quand on refroidit.

[invited494020f]

Précisément, ceci n'est pas la définition générale de la quantité de mouvement. C'est celle qu'on apprend quand on commence la physique, mais ce n'est que son expression dans le cas le plus simple.

Par exemple, pour une particule chargée placée dans un champ électromagnétique, la quantité de mouvement contient en plus du terme de vitesse un terme contenant le potentiel vecteur. Ces complications apparaissent à chaque fois que le potentiel d'interaction dépend de la vitesse de la particule.

Entièrement d'accord, mais ce n'est pas notre cas, n'est-ce pas?

C'est ce que j'ai voulu préciser plus haut : c'est via l'échange de quantité de mouvement à la surface, ce qui peut être plus subtil qu'il n'y parait.

Mais dans notre cas cette subtilité n'existe pas, je me trompe?

Non, regarde un diagramme de phase : le gaz subit toujours nue transition de phase à température finie, quelle que soit la pression, quand on refroidit.

Entièrement d'accord, mais ce n'est pas ça qui est important: quand on atteint K=0, il n'y a plus d'agitation, pas le moindre frémissement des particules, donc la pression est égale à 0!
Merci de ta réponse à mon message!
Toujours amicalement paulb.

[invitea29d1598]

bonjour,

Je crois qu'il y a une petite confusion dans ta dernière phrase.

désolé, mais non...

je dis pas que c'est un exemple de clarté, mais elle est valable. Le truc c'est que techniquement, un vecteur (on peut noter ) et un covecteur (qu'on peut noter sont très ressemblants : ce sont deux machins qui ont 3 composantes indépendantes. Par ailleurs, la plupart du temps, ces composantes sont égales , etc... et donc on n'a pas besoin de les différencier... mais ce n'est pas toujours vrai.

la vitesse est en toute rigueur un vecteur qu'on note . Toutefois, tu peux lui faire correspondre un covecteur qui est, dans les cas simples, proportionnel au covecteur "quantité de mouvement" .

Y'a donc deux covecteurs. De même : la quantité de mouvement est un covecteur, mais tu peux lui faire correspondre un vecteur .La plupart du temps, ce vecteur est parallèle au vecteur vitesse... mais pas toujours.

en clair, dans le cas des superfluides comme dans le cas d'un fluide chargé, tu as une interaction entre fluides qui dépend de leur vitesse relative, ce qui implique que si tu écris une relation entre et qui est du genre

Dans le cas d'une Q négative, elles auraient la ventouse tournée vers l'avant et feraient un petit suçon sur la paroi, qui subirait ainsi une pression négative. En disant tout ça est-ce que je délire?

pas complètement en ce sens où ta ventouse est un exemple d'interaction : si tu mets le côté rigide en avant, tu as un choc de la même façon que si tu fonçais la tête la première vers le mur. C'est pas une interaction c'est un choc. En revanche, dans le deuxième cas, la ventouse influence la dynamique.

après, pour pouvoir en déduire, dans le cas avec ventouse, la relation entre P et V, faudrait juste que tu dises quelle est l'énergie associée à la ventouse, c'est-à-dire par exemple que tu donnes la valeur de la force entre deux particules avec ventouses qui ont une vitesse relative w.

[invited494020f]

Bonjour, Rincevent!

en clair, dans le cas des superfluides comme dans le cas d'un fluide chargé, tu as une interaction entre fluides qui dépend de leur vitesse relative, ce qui implique que si tu écris une relation entre et qui est du genre .

Bien reçu. Dans notre cas il n'y a ni superfluides, ni fluide chargé, ni interaction entre fluides, mais seulement un gaz, liquide ou solide inerte dans une sphère dans le vide, donc en apesanteur. Les particules qui le composent ne subissent donc que les interactions de cohésion entre elles et d'adhésion à la paroi en phase liquide et solide. Quant la température baisse, elles passent à l'état liquide et adhèrent en couche à la paroi ou elles passent à l'état solide et cessent de s'agiter à K=0°. Le terme Machin_i est donc absent ou nul, si tu préfères..

pas complètement en ce sens où ta ventouse est un exemple d'interaction : si tu mets le côté rigide en avant, tu as un choc de la même façon que si tu fonçais la tête la première vers le mur. C'est pas une interaction c'est un choc. En revanche, dans le deuxième cas, la ventouse influence la dynamique.
après, pour pouvoir en déduire, dans le cas avec ventouse, la relation entre P et V, faudrait juste que tu dises quelle est l'énergie associée à la ventouse, c'est-à-dire par exemple que tu donnes la valeur de la force entre deux particules avec ventouses qui ont une vitesse relative w.

Je suis content que tu ne considères pas mes particules à ventouse comme un fantasme débile. Je les ai imaginé pour essayer de "visualiser" l'éventualité d'une pression négative. Naturellement les particules de notre cas sont du modèle le plus courant et leurs interactions se limitent aux forces décrites plus haut.
Pardonne-moi, mais j'ai envie de citer un dicton savoureux: "Si ma tante en avait, ce serait mon oncle"
Toujours amicalement paulb.

[invite65d14129]

Salut!

Pour revenir a la question oubliee de Ixi : sur une histoire de signe. C'est bien de vouloir comprendre sur des exemples les pressions negatives, mais dans le cas de la cosmo, et par l'entremise certaine d'un signe global, tout l'interpretation est a renversee!!

Je m'explique : regardons une etoile : attraction gravitationnelle = pression negative, tend a contracter le systeme,
Or une pression negative, en cosmo, ca fait dilater le facteur d'echelle!! (cf equation de friedman rappellee plus haut) ; alors que si on a de la matiere ordianire (pression et rho positif), ca se contracte!

Pourquoi en RG et donc en cosmo faut-il inverse tous les raisonnements intuitifs de ce genre? ok on le voit bien sur l'eq de friedmann, mais... quelqu'un a t il une explication avec les mains??

JP

[invite8c514936]

Je m'explique : regardons une etoile : attraction gravitationnelle = pression negative, tend a contracter le systeme,

Si on fait de la relativité, une étoile c'est une distribution de densité et de pression. Pour des étoiles comme notre soleil, le terme de pression est très très petit (et positif, au passage...) devant celui de densité, et on peut l'oublier. Résultat, on a de la densité, c'est un terme qui conduit à une contraction du système s'il n'y a pas d'autre force pour compenser la gravité. C'est pareil pour la cosmologie...

La pression du gaz dans les étoiles, dont j'ai dit qu'elle était petite devant la densité, est bien positive. Ce que j'ai écrit plus haut, c'est qu'on peut exprimer les forces gravitationnelles à partir d'un champ de pression négative. Mais dans une étoile d'autres forces se superposent (heureusement pour nous), et la pression totale, pression au sens thermodynamique, est bien positive.

La contribution de cette pression positive, si on veut la prendre en compte en relativité, irait dans le même sens que la densité, comme en cosmologie.

Je me rends compte que tout ça est confus. je vais essayer de trouver un exemple de système dans lequel l'effet d'une pression négative n'est pas contrebalancé par autre chose...