Qu'est-ce que la "température" ?

[invite8c514936]

Plus précisément, comme pour tous les potentiels, c'est une modification de pulsation C.a.d. l'inverse du temps.

Désolé Ludwig mais c'est n'importe quoi...

Bonjour deep_turtle, pourrais-tu expliciter un peu plus ton message stp! En quoi cela ne fonctionne plus en quantique???

OK. Un gaz d'électrons obéit à la statistique de Fermi-Dirac, ce qui conduit à ce qu'on appelle parfois le "principe d'exclusion", mais qui surtout apporte des contraintes fortes sur l'état global de ce gaz d'électron. En particulier, la relation entre l'énergie du système et le nombre de degrés de liberté est plus compliquée que dans le cas classique. Plus précisément il est plus difficile de stocker une quantité d'énergie donnée dans un nombre de degrés de liberté donné, dans le cas quantique que dans le cas classique.

La "difficulté" que je viens d'évoquer, c'est précisément ce que décrit la notion de température...

Pour résumer, dans le cas quantique ce n'est pas le simple comptage de l'énergie cinétique qui donne la température...
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[spi100]

Pour résumer, dans le cas quantique ce n'est pas le simple comptage de l'énergie cinétique qui donne la température...

Oui, on peut très bien définir la température d'une chaine de spins, parfaitement immobiles : c'est directement relié aux nombres de configurations up-down possibles à une énergie donnée.
Ce type de systèmes est d'ailleurs assez amusant car ils peuvent avoir des températures négatives sur l'echelle de Kelvin.

[invite7399a8aa]

Ludwig, en quoi la température est-elle un potentiel, tu peux développer stp ? Pour moi, un potentiel c'est une quantité dont le gradient donne une énergie (ça définit des lignes de niveau de l'énergie, en quelque sorte...)

Je vais essayer de te répondre d'abord au travers d'une réponse de
principe. Pour une réponse plus détaillée, il me faudra un peu de temps car je dois écrire quelques équations, ce que je ferais ce WK s'il fait mauvais dehors.

Dans le principe:
Une nouvelle approche de la physique que tu connais probablement (l'approche), se fait essentiellement au travars de deux notions,
1) Les quantités qui s'écoulent et s'accumullent.(Extensives)
2) Les quantités dont les différences de niveau sont responsables du processus d'écoulement.(Intensives)
Les quantités intensives sont des potentiels. Une différence de température est alors une différence de potentiel de type thermique.
Cette approche de la physique est dite " Ecole de Karlesruhe"
Evidement ceci étant dit, il faut démontrer à l'aide des équations que tout ceci marche.
Je ne te demanderai pas de me croire sur parole, car moi-même j'exige toujours une démonstration irréfutable de tout ce que l'on veut me faire croire. Ce que je peut dire c'est que la méthode est d'une efficacité redoutable car elle s'applique à quasiment tous les domaines de la physique.

Pour ce qui est de la MQ c'est facile à montrer, il suffit de partir de l'équation de Planck écrite d'une autre façon. Equation qui ne fait rien d'autre que d'exprimer une densité de pulsation par unité de volume.
Schrödinger dit d'ailleur la même chose mais juste d'une autre façon.
Pour conclure laisse moi le temps de terminer l'écriture des équations.

[invite09c180f9]

Désolé Ludwig mais c'est n'importe quoi...


OK. Un gaz d'électrons obéit à la statistique de Fermi-Dirac, ce qui conduit à ce qu'on appelle parfois le "principe d'exclusion", mais qui surtout apporte des contraintes fortes sur l'état global de ce gaz d'électron. En particulier, la relation entre l'énergie du système et le nombre de degrés de liberté est plus compliquée que dans le cas classique. Plus précisément il est plus difficile de stocker une quantité d'énergie donnée dans un nombre de degrés de liberté donné, dans le cas quantique que dans le cas classique.

La "difficulté" que je viens d'évoquer, c'est précisément ce que décrit la notion de température...

Pour résumer, dans le cas quantique ce n'est pas le simple comptage de l'énergie cinétique qui donne la température...

Ok, je comprend un peu mieux, il ne faut donc pas prendre en compte seulement cette énergie cinétique!
En revanche, pour obtenir une valeur de température il y a bien une relation en fonction de la cstte de Boltzmann, non? Il me semble qu'il faut diviser par cette cstte pour obtenir la valeur en kelvin!! Logiquement, nous devrions nous exprimer d'ailleurs en électron-volt (eV) et non pas en degré (celsius ou kelvin...)!!!

[spi100]

Ok, je comprend un peu mieux, il ne faut donc pas prendre en compte seulement cette énergie cinétique!
En revanche, pour obtenir une valeur de température il y a bien une relation en fonction de la cstte de Boltzmann, non? Il me semble qu'il faut diviser par cette cstte pour obtenir la valeur en kelvin!! Logiquement, nous devrions nous exprimer d'ailleurs en électron-volt (eV) et non pas en degré (celsius ou kelvin...)!!!

En pratique tu as raison, on compare des énergies avec d'autres énergies. Par exemple, si tu as un système avec deux états d'équilibres, séparés par une barrière énergétique, on compare kT avec la hauteur de la barrière. Cela permet de savoir à partir de quelle température on peut s'attendre à voir le système sauter d'un état à l'autre.

[invite8c514936]

Cette approche de la physique est dite " Ecole de Karlesruhe"
Evidement ceci étant dit, il faut démontrer à l'aide des équations que tout ceci marche.
Je ne te demanderai pas de me croire sur parole, car moi-même j'exige toujours une démonstration irréfutable de tout ce que l'on veut me faire croire. Ce que je peut dire c'est que la méthode est d'une efficacité redoutable car elle s'applique à quasiment tous les domaines de la physique.

Je ne vois pas en quoi ce que tu décris est une "approche" de la physique, c'est un ensemble de 2 définitions... Ce n'est pas en redonnant des noms aux choses que tu refais la physique.

Quant à l'" Ecole de Karlesruhe", tu en parles comme si c'était très connu... Ben moi je connais pas, et après un petit détour par la bibliothèque et par google, je n'ai pas trouvé de référence à cette école... Tu as peut-être lu ça dans un article où l'auteur disait que c'était un classique, et bien ça ne l'est pas.

Et pour finir, s'il te plait ne continue pas la discussion sur ce sujet dans ce fil, crée-z-en (sic) un autre si tu as quelque chose d'intéressant à dire, mais je modérerai (sic) tes interventions sur le sujet ici...

(excusez-moi j'ai le socquet).

[BioBen]

Ce type de systèmes est d'ailleurs assez amusant car ils peuvent avoir des températures négatives sur l'echelle de Kelvin.

Salut spi100 ! Tu pourrais expliciter ce petit bout de phrase sans rentrer trop dans les détails mais suffisament pour que ca devienne amusant ? (en gros j'ai envie de savoir comment il peut y avoir des températures négatives en Kelvin).
a+
ben

[chaverondier]

Voilà ce que disait deep_turtle :

La thermodynamique, puis la physique statistique ont donné une définition (et un sens) précis à cette grandeur [la température]. La physique statistique définit la température par


où g est le nombre d'états microscopiques ayant une énergie supérieure à E.

Si on veut traduire cette définition par une phrase, la température serait "une quantité représentant la capacité d'un corps à stocker de l'énergie dans un petit nombre de degrés de liberté".

C'est un bon point de départ de discussion. En fait, je vais me placer dans un cas particulier pour mieux faire apparaître le lien entre la température T du système avec la notion implicite et thermodynamique statistique, d'échelle d'observation, de grandeur observable à l'échelle macroscopique, d'information manquant à l'observateur macroscopique pour caractériser complètement l'état du système observé et de flèche du temps.

Prenons un volume V de gaz pur enfermé dans un récipient étanche (et aux parois adiabatiques) contenant N molécules (identiques donc). Choisissons de considérer les grandeurs macroscopiques V et N pour caractériser l'état du gaz à l'échelle macroscopique. Pour connaître parfaitement l'état du gaz et pouvoir donner une modélisation déterministe de son évolution, l'observateur aurait besoin de plus d'informations.

Si désigne le nombre de micro-états différents qui sont perçus comme des états du gaz identiques pour l'observateur macroscopique (en raison de sa myopie d'observateur macroscopique traduite par sa seule connaissance des grandeurs macroscopiques V et de N) alors il lui manque une quantité d'information [1]) pour connaître l'état exact du gaz. Bref, I c'est l'ignorance de l'observateur macroscopique.

Finalement [2]

C'est l'augmentation du degré d'ignorance I de l'observateur macroscopique (dont la connaissance se limite à celle des variables macroscopiquement observables que sont le volume V et le nombre de particules N) quand on augmente l'énergie E du système.

Bref, on fait apparaître le lien fort (et assez choquant) qui existe entre la flèche du temps et la notion d'information accessible à l'observateur macroscopique. 1/kT c’est la flèche du temps car elle indique le sens selon lequel la croissance de l’ignorance de l’observateur macroscopique est la plus forte. En effet, selon le second principe de la thermo, les systèmes évoluent vers des états microscopiquement tout le temps différents mais vers un état macroscopique unique où ils sont les plus nombreux à être indiscernables (ie où l’observateur macroscopique est le moins bien informé sur leur état microscopique réel et a l’impression, à son échelle, qu’il ne se passe plus rien quand l'équilibre est atteint).

D’après Jean Marie Souriau, dans le "bon feuilletage" d’un milieu gazeux en lignes d'univers, la flèche du temps c’est d’ailleurs, le vecteur température (1/kT, 0 , 0, 0) [3]. Il s’agit du feuilletage matérialisé par des observateurs comobiles avec ce milieu, feuilletage dont j’ai tendance à croire qu’il en existe aussi un même dans le vide [4].

Bref, je me demande s’il n’existerait pas un vecteur flèche du temps (même dans le vide) qui serait le vecteur température d’un milieu (le fond de rayonnement gravitationnel ?). L’agitation thermique de ce milieu serait à l’origine de la mystérieuse réduction du paquet d’onde accompagnée de perte d’information à une certaine échelle d’observation par décohérence gravitationnelle [5][6]. Cette notion d’échelle d’observation et la perte d’information qui lui est associée semblent en effet nécessaires pour pouvoir définir les notions de nature thermodynamique statistique

* d’entropie,
* de température,
* d’enregistrement d’information,
* d’irréversibilité,
* de flèche du temps.

Bernard Chaverondier

[1] Le logarithme est la convention utilisée en théorie de l'information pour rendre additive la quantité d'information nécessaire pour caractériser la connaissance de l'état d'un système. “A mathematical theory of communication.” By C.E. Shannon, octobre 48, http://cm.bell-labs.com/cm/ms/what/s...day/paper.html

[2] Physique statistique, Christian et Hélène Ngô, 2ème édition Dunod, § 4.1 L’équilibre thermique, formule (18), page 80.

[3] Structure of dynamical systems, Jean Marie Souriau, éditions BirkHäuser, §17 The principle of statistical mechanics, sous-paragraphe A relativistic ideal gaz, formule (17.135) page 297 et définition du vecteur température par Van Dantzig, Bergmann et Costa de Beauregard.

[4] Il s’agirait par exemple du feuilletage correspondant aux observateurs de Lemaître dans le champ de pesanteur régnant dans un espace-temps de Schwarzschild ou encore de celui associé aux observateurs dits comobiles dans un espace-temps de Friedmann Lemaître Robertson Walker. Ces deux exemples de feuilletages en lignes géodésiques offrent tous les deux la particularité d’être associés à un feuilletage intégrable en feuillets 3D de simultanéité avec en outre le fait remarquable que le temps qui s’écoule entre deux feuillets 3D de simultanéité est un temps universel. Il ne dépend pas des observateurs du feuilletage privilégié en lignes géodésiques (c’est la définition mathématique d’un éther) associé à ces espace-temps. Ce feuilletage en feuillets 3D de simultanéité universelle correspond à un écoulement du temps propre identique pour tous les observateurs privilégiés en chute libre.

[5] Décohérence gravitationnelle, http://arachne.spectro.jussieu.fr/Vacuum/Decoherence/

[6] Gerard ‘t Hooft, Quantum Mechanics And Determinism At The Planck scale "Quantum Mechanics and Information Loss” Quantum Gravity as a Dissipative Deterministic System (20p) http://xxx.lanl.gov/abs/gr-qc/9903084
An Investigation into Gerard ‘t Hooft’s Recent Theories (48 p)
http://www.physics.brown.edu/physics...esis_Morey.pdf

[spi100]

Ok, je comprend un peu mieux, il ne faut donc pas prendre en compte seulement cette énergie cinétique!
En revanche, pour obtenir une valeur de température il y a bien une relation en fonction de la cstte de Boltzmann, non? Il me semble qu'il faut diviser par cette cstte pour obtenir la valeur en kelvin!! Logiquement, nous devrions nous exprimer d'ailleurs en électron-volt (eV) et non pas en degré (celsius ou kelvin...)!!!

En relisant le post de Chaverondier je me suis un peu rafraichi la mémoire. En théorie tu ne peux pas assimiler la température à l'energie, car l'energie est une grandeur extensive tandis que la température est une grandeur intensive.

[spi100]

Salut spi100 ! Tu pourrais expliciter ce petit bout de phrase sans rentrer trop dans les détails mais suffisament pour que ca devienne amusant ? (en gros j'ai envie de savoir comment il peut y avoir des températures négatives en Kelvin).
a+
ben

Oui, bien sûr.
On considère une chaine de spins. L'etat de plus basse énergie -E0 est celui où tous les spins sont down. Il n'y a qu'une seule configuration possible, donc l'entropie pour -E0 est nulle.
De même l'état de plus haute énergie E0 est celui où tous les spins sont up. Il n'y a qu'une seule configuration possible, donc l'entropie pour E0 est nulle.
Ainsi, tu as une fonction S tel que S(E0) = S(-E0) = 0. Il faut donc que la fonction S passe par au moins un extrêmum pour E compris entre -E0 et E0 ( un maximum en fait, pour E = 0 i.e. autant de spins up que down). Il s'ensuit que dS/dE ~ 1/T (et donc T) prend forcemment des valeurs négatives dans l'interval -E0, E0.

[BioBen]

Ok je pensais le début un peu hard mais en fait j'ai compris le tout Merci des explications
Si je peux me permettre de continuer dans cette voie, la température semble très liée à l'entropie ... (je m'en doutais u peu puisqu'on parle d'entropie en thermodynamique). Quel est ce lien et comment est il relié à l'energie ? On dit souvent que l'entropie c'est lié à l'information/au "désordre", comment relié ça à la température ? (lien information/désordre et température).

Juste mon niveau en thermo est très faible (jamais étudié), j'ai fait de l'hydrodynamique et de l'aérodynamique, mais je doute que ca puisse m'aider ici

Merci d'avance,
a+
ben

[spi100]

Si je peux me permettre de continuer dans cette voie, la température semble très liée à l'entropie ... (je m'en doutais u peu puisqu'on parle d'entropie en thermodynamique). Quel est ce lien et comment est il relié à l'energie ?

Tu as déjà toutes les réponses dans ce qui a été écrit par les autres contributeurs, je reprends ci dessous.

Si je peux me permettre de continuer dans cette voie, la température semble très liée à l'entropie ... (je m'en doutais u peu puisqu'on parle d'entropie en thermodynamique). Quel est ce lien et comment est il relié à l'energie ? On dit souvent que l'entropie c'est lié à l'information/au "désordre", comment relié ça à la température ? (lien information/désordre et température).

L'entropie est définie pour une énergie fixée E. C'est le nombre de configurations de même énergie. Pour éviter de trimbaler des valeurs trop grande, on prend le log de ce nombre.

Si on garde l'exemple de la chaine de spins, si a0 est l'energie d'un spin up et -a0 l'energie d'un spin down, tu as 4 valeurs d'énergies possibles :
3a0, a0, -a0, -3a0.

Pour E = 3a0, tu n'as qu'une seule configuration possible +++ et donc S = ln(1) = 0.
Pour E= a0, tu as ++-, +-+, -++, soit S=ln(3);
Pour E=-a0, tu as --+, -+-, --+, soit S =ln(3);
Pour E= -3a0, tu n'as que ---, soit S=ln(1)=0.

Pour E=a0, le système n'a aucune raison de priviligier une des 3 configurations. Il va donc les adopter tour à tour dans le temps, et il n'y a pas non plus de raison de privilégier une succession d'etat plus qu'une autre, les 3 états vont donc se succéder dans un ordre aléatoire. Plus tu as de configurations possibles et plus le désordre apparent sera grand. Dans notre cas tu n'as que 3 états possibles mais si N est grand et que ton système ne cesse de passer d'une configuration à l'autre, ça donne une très forte impression de bordel. C'est en ce sens que l'entropie est une mesure du désordre.

Maintenant en théorie de l'information, on définit une entropie d'information par ( fonction négative ou nulle pour Pi compris entre 0 et 1, avec la convention PlnP=0 en P=0) où Pi est la probabilité d'avoir la configuration i. Par exemple, si un seule configuration est possible (i=0 par exemple) alors P0=1 et Pi=0 pour i différent de 0, ainsi tu as J=0, donc information maximale car tu n'as aucun doute sur l'etat de ton système.

En physique, l'entropie est définie par S = -J, avec Pi des fonctions de E (Cette formule avait déjà été écrite par Boltzman, Shanon l'a interprétée pour la théorie du signal). Tu peux montrer que l'entropie est maximale ( i.e. l'information minimale) quand tous les Pi sont égaux, soit pour N états Pi=1/N. On retrouve ainsi la fameuse S = -lnN qui est l'entropie d'une système à l'équilibre thermodynamique.

La température est définie par 1/T=dS/dE, i.e. comme une mesure du nombre de configurations équivalentes pour une unité d'energie. Dans notre exemple, c'est une mesure du désordre ramenée à un seul spin.

[invite8c514936]

Un Futura d'or pour spi100, pour ce splendide message !!

[chaverondier]

La température semble très liée à l'entropie ... (je m'en doutais un peu puisqu'on parle d'entropie en thermodynamique). Quel est ce lien et comment est il relié à l'énergie ? On dit souvent que l'entropie c'est lié à l'information/au "désordre", comment relier ça à la température ? (lien information/désordre et température).

J'ai présenté un début de discussion (mais assez détaillé quand même) sur les liens entre température, entropie, information de l'observateur macroscopique et flèche du temps sur mon post 38 (auquel j’en profite pour apporter pas mal d'éléments complémentaires car entre temps j'ai poursuivi un peu la réflexion en affinant certains détails).

Comme l'a signalé deep_turtle dans la discussion qui a précédé celle-ci où g(E) désigne le nombre d'états microscopiques d'un système donné ayant une énergie [inférieure] à E.

Or mesure l'information qui manque à l'observateur macroscopique pour connaître complètement (cad microscopiquement) l'état du système d'énergie comprise entre et considéré. En effet, il ne connaît de l'état du système que les grandeurs qui le caractérisent d'un point de vue macroscopique. 1/kT c'est donc le taux de croissance de l'ignorance de l'observateur macroscopique (la vitesse de dégradation de l'information qu'il possède sur le système) quand l'énergie E du système augmente.

Maintenant, quand dans un milieu matériel on dérive localement le logarithme du nombre de microétats (ou plutôt sa densité caractérisant l’ignorance de l’observateur macroscopique par unité de volume) par rapport au quadrivecteur impulsion-énergie (ou plutôt sa densité aussi) au lieu de seulement dériver par rapport à l'énergie, on obtient non plus un scalaire (ce qui est incomplet et incorrect en relativité) mais un quadri-vecteur. Il vaut (1/kT, 0, 0, 0 ) quand on est dans un référentiel localement inertiel comobile avec ce milieu.

Ce quadri-vecteur s'appelle le vecteur température (bien que sa dimension soit celle de 1/kT). Il donne la direction de plus grande pente de la croissance de l'entropie, c'est à dire en fait un champ de flèches du temps thermodynamique en chaque "point" de ce milieu. Ce champ de vecteurs température définit donc un feuilletage en lignes de comobilité avec ce milieu.

La discussion que j'ai voulu introduire dans le post 38 (avec pas mal de références que je ne reproduis pas ici) c'est que le feuilletage canonique du champ de gravitation d'un espace-temps de Schwarzschild (par l'ensemble des observateurs en chute libre radiale à la vitesse v=(2GM/r)^(1/2) appelés observateurs de Lemaître) ou d'un espace-temps de Lemaître Friedmann Robertson Walker (par l'ensemble des observateurs dits comobiles) pourraient être la signature d'une flèche du temps de nature gravitationnelle (en tout cas, les particularités des feuilletages de ces deux espaces temps en géodésiques naturelles et en feuillets 3D de simultanéité universelle (1) le suggèrent fortement).

Mon but était de poursuivre la discussion sur les liens éventuels entre

* la température du fond de rayonnement gravitationnel,

* l’hypothèse d’un écoulement turbulent de cet éther aux environs de l’échelle de Planck (éther pris au sens physique de feuilletage de l’espace-temps par un champ de quadri-vecteurs température du fond de rayonnement gravitationnel)

* l’irréversibilité de la réduction du paquet d'onde (lors d'interactions de même nature que la mesure quantique cf http://arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/0312/0312059.pdf)

* la décohérence gravitationnelle (cf http://arachne.spectro.jussieu.fr/Vacuum/Decoherence/)

* la perte d’information associée à ce processus de nature thermodynamique (cf les travaux de Gerard ‘t Hooft : "Quantum Gravity as a Dissipative Deterministic System" (20p) http://xxx.lanl.gov/abs/gr-qc/9903084)

* et la flèche quantique du temps (cf "The Direction of Time" de Hans Dieter Zeh http://www.time-direction.de/).

Bernard Chaverondier

(1) Dans ces deux cas, l'espace-temps de la RG peut être muni (en sus de sa métrique pseudo-Euclidienne) d'une métrique Euclidienne 4D vis à vis de laquelle les feuillets 3D de simultanéité universelle sont les trajectoires orthogonales des lignes d'immobilité.

Cela permet de munir naturellement d'une structure d'espace-temps d'Aristote l'espace tangent en chaque point de l'espace-temps, donnant lieu au choix, comme référentiels inertiels privilégiés, des référentiels inertiels où le vecteur température gravitationnelle n'a pas de composante spatiale (c'est à dire comobiles avec cet éther de nature gravitationnelle).

[BioBen]

Mon dieu que ça à l'air dur la thermodynamique
Je devrais pas poser de telles questions...j'ai compris en gros ce que vous tentez de dire (j'ai lu les messages précédents aussi), mais bon beaucoup de points sont encore très obscurs, mais bon je peux pas tout comprendre d'un coup aussi ca serait un peu trop beau (et ca fait plaisir de voir que j'ai encore plein de choses à apprendre).
Bref, je vais retourner à mon niveau je me sentirais plus intelligent
(j'ai quand même imprimé les pages de cette discussions, ca pourra me servir puisque ça à l'air très bien expliqué)
a+
ben

[spi100]

Mon dieu que ça à l'air dur la thermodynamique
Je devrais pas poser de telles questions...j'ai compris en gros ce que vous tentez de dire (j'ai lu les messages précédents aussi), mais bon beaucoup de points sont encore très obscurs, mais bon je peux pas tout comprendre d'un coup aussi ca serait un peu trop beau (et ca fait plaisir de voir que j'ai encore plein de choses à apprendre).
Bref, je vais retourner à mon niveau je me sentirais plus intelligent
(j'ai quand même imprimé les pages de cette discussions, ca pourra me servir puisque ça à l'air très bien expliqué)
a+
ben

Vu ton age tu as bien le temps de voir venir.
En 2e année de supérieur, tu verras la thermodynamique classique, et en 3eme année, tu attaqueras la physique statistique. Ce qui a été écrit te paraitra alors beaucoup plus évident.

[invite63ea3fef]

Aïe aïe aïe ! Y'en a des conventions dans tout ça ! Quand on se demande si ce qui est connaissable c'est ce qui est mathématisable, (cf rubrique philo, post "problème de problématique"...) c'est pas oiseux du tout comme question !

Moi ce que je retiens dans tout ça c'est que le "thermomètre" qui mesure la "température" d'une casserole d'eau ne réagit pas aux mêmes phénomènes physiques que celui qui mesure la "température" de l'espace intergalactique.

Pour le premier il y a transfert de chaleur (i.e de mouvement brownien de particules) par contact via les parois du tube en verre (c'est pour ça qu'on a les thermos pour les piques-niques parce que y'a des corps qui sont peu conductibles comme le verre etc.).

Pour le second ce qui titille les molécules de mercure, ce sont des ondes électromagnétiques (photons venus du soleil par exemple, parce que les photons franchissent le vide depuis qu'on a abandonné l'ether etc.) et pas du tout l'agitation brownienne des electrons de quelque corps que ce soit ! Au reste la température de l'univers qu'on donne (2,7 °K) est une moyenne et heureusement ! C'est pour ça que les astronautes peuvent se balader dans l'espace sur des fauteuils volants pour réparer les navettes etc. Ce sont bien les photons venus du soleil qui les réchauffent, et heureusement donc que les photons franchissent le vide !

Maintenant pour ce qui est de la relation entre le temps et la température, il me semble qu'elle réside dans le fait que toute horloge dépend si peu que ce soit de la température du milieu dans lequel elle est plongée. Et là même l'horloge atomique qui marche avec du Césium 133 y est sujette :

http://www.lkb.ens.fr/recherche/atfr..._atomiques.htm

Il reste à définir le zéro absolu : est-ce à partir du froid absolu, ou à partir de la vitesse de la lumière qu'il faut procéder ? Y'a eu un sujet ici:

http://forums.futura-sciences.com/ar...p/t-23722.html

[chaverondier]

Moi ce que je retiens dans tout ça c'est que le "thermomètre" qui mesure la "température" d'une casserole d'eau ne réagit pas aux mêmes phénomènes physiques que celui qui mesure la "température" de l'espace intergalactique.

Pour le premier il y a transfert de chaleur (i.e de mouvement brownien de particules) par contact via les parois du tube en verre.
Pour le second ce qui titille les molécules de mercure, ce sont des ondes électromagnétiques.

Vos deux exemples montrent bien la diversité des causes et qui provoquent une élévation de température. Par contre, qu'est-ce que ces différents phénomènes ont de commun ? Réponse : une élévation de température.

On est ramené à la question objet du post. Qu'est-ce que la température ? Ce qu'il y a de commun entre ces diverses manifestations de la température apparemment sans rapport évident les unes avec les autres est défini par la physique statistique comme l'avait signalé deep_tutle



* Où désigne le nombre de micorétats différents caractérisés par les mêmes grandeurs observables à l'échelle macroscopique (donc indiscernables par l'observateur macroscopique).
* Où mesure le degré d'ignorance de l'observateur macroscopique quand le système est dans un état d'énergie compris entre et .
* Où la dérivation partielle se réfère au maintien à une valeur constante des grandeurs macroscopiquement observables (autres que l'énergie du système considéré).

Aussi bizarre que cela puisse paraître
* la distinction, par exemple, entre chaleur et énergie mécanique apportée à un gaz (la distinction entre son énergie cinétique macroscopique et son énergie cinétique d'agitation thermique),
* la définition de la température,
* la définition de l'entropie,
* la définition de l'irréversibilité,
* l'enregistrement d'une information (ou d'un souvenir),
* la définition de la flèche du temps (en thermo classique, en MQ la question reste ouverte),
font toutes appel à la notion d'échelle d'observation. En thermodynamique classique, cette échelle d'observation, frontière entre monde macroscopique et monde microscopique, c'est celle en dessous de laquelle l'hypothèse thermodynamique dite de l'équilibre local ne peut plus être appliquée.

Bernard Chaverondier

PS :

Maintenant pour ce qui est de la relation entre le temps et la température...

C'est plutôt la flèche du temps (sens+direction) qui est liée à la notion de température ou disons de quadri-vecteur température pour être plus précis car il faut dériver la densité volumique d'information inconnue de l'observateur macroscopique (I=ln\Omega) par la densité volumique d'énergie-impulsion.

[invite03f54461]

Salut

Moi ce que je retiens dans tout ça c'est que le "thermomètre" qui mesure la "température" d'une casserole d'eau ne réagit pas aux mêmes phénomènes physiques que celui qui mesure la "température" de l'espace intergalactique.
Pour le premier il y a transfert de chaleur (i.e de mouvement brownien de particules) par contact via les parois du tube en verre (c'est pour ça qu'on a les thermos pour les piques-niques parce que y'a des corps qui sont peu conductibles comme le verre etc.).

Ça c'est vite dit, à l'échelle microscopique, les atômes ne se touchent pas, et on ne peut parler de transfert de chaleur par contact. Tout se fait par rayonnement.

C'est pour ça que les astronautes peuvent se balader dans l'espace sur des fauteuils volants pour réparer les navettes etc. Ce sont bien les photons venus du soleil qui les réchauffent, et heureusement donc que les photons franchissent le vide !

Pas vraiment, non, ce qui réchauffe les spationautes est avant tout la métabolisation de leur nourriture, et les tenues sont tellement isothermes qu'elles doivent avoir un système permettant l'évacuation de cette chaleur métabolique et le "heureusement que les photons franchissent le vide" s'appliquerait plutôt à la capacité de rayonner pour se refroidir suffisament et ne pas crever de chaud.

[invite8c514936]

Pour le premier il y a transfert de chaleur (i.e de mouvement brownien de particules) par contact via les parois du tube en verre (c'est pour ça qu'on a les thermos pour les piques-niques parce que y'a des corps qui sont peu conductibles comme le verre etc.).

Non, le verre est bon conducteur de la chaleur. Les thermos ralentissent le refroidissement en rcouvrant le verre d'une surface argentée, mais surtout en intercalant une couche d'air ou de vide pour les meilleures, entre le verre et la coque extérieure.

[invite63ea3fef]

Ah ! Mais il faut encore distinguer rayonnement thermique et rayonnement électromagnétique etc;

Thermique : http://www.iut-lannion.fr/LEMEN/MPDO...er/thcinrt.htm

Electromagnétique : http://tpouchin.club.fr/chapitre1/rem.htm

C'est dur la Physique !

[zoup1]

Ah ! Mais il faut encore distinguer rayonnement thermique et rayonnement électromagnétique etc;

Thermique : http://www.iut-lannion.fr/LEMEN/MPDO...er/thcinrt.htm

Electromagnétique : http://tpouchin.club.fr/chapitre1/rem.htm

C'est dur la Physique !

C'est quoi ton interrogation ? Tu peux préciser ta question ?

Le rayonnement thermique est un rayonnement électromagnétique qui correspond à un équilibre thermique du corps qui l'émet.

[invite63ea3fef]

Ben moi j'aurais appris quelque chose sur ce fil ! J'étais persuadé que la chaleur se transmettait par contact, que l'élévation du mercure dans le tube du thermomètre plongé dans de l'eau provient de l'agitation thermique des molécules d'eau qui frappent les parois du tube et finissent par atteindre le mercure !

Y'a encore ce truc :
http://www.sciences.univ-nantes.fr/p...i/11defloi.htm

[zoup1]

Salut criticus,
Quand tu dis cela :

Y'a encore ce truc :
http://www.sciences.univ-nantes.fr/p...i/11defloi.htm

C'est comme si tu disais rien... que retires tu de cette lecture ?

C'est pareil pour les 2 précédents liens que tu as envoyé... Si tu cites un truc sans dire pourquoi tu cites ce truc autant ne pas le citer...
On a l'impression là que ce que tu lis te pose question... Fort bien, mais si tu ne nous dis pas lesquels, on ne pourras pas t'aider à y répondre. Ni même en discuter.

[invite03f54461]

Salut

Ben moi j'aurais appris quelque chose sur ce fil ! J'étais persuadé que la chaleur se transmettait par contact, que l'élévation du mercure dans le tube du thermomètre plongé dans de l'eau provient de l'agitation thermique des molécules d'eau qui frappent les parois du tube et finissent par atteindre le mercure !

L'agitation thermique est une conséquence de l'élévation de température.
les atômes et molécules sont entourés de leur "cortège d'électrons" qui jouent un rôle répulsif et maintiennent une distance très respectable à l'échelle moléculaire.
Les "chocs" contre les parois provoquent la pression, et non la température.

[zoup1]

Salut

L'agitation thermique est une conséquence de l'élévation de température.
les atômes et molécules sont entourés de leur "cortège d'électrons" qui jouent un rôle répulsif et maintiennent une distance très respectable à l'échelle moléculaire.
Les "chocs" contre les parois provoquent la pression, et non la température.

J'ai pas vraiment suivi le début de la discussion, mais tu ne peux pas vraiment dire cela... Les "chocs" sont bel et bien responsable de l'équilibre thermique... C'est bien au cours de ces chocs que l'on a répartition de l'énergie disponible qui s'organise (ou se désorganise comme on veut) en se distribuant sur l'ensemble des degrés de liberté disponibles...

[invite03f54461]

Salut

J'ai pas vraiment suivi le début de la discussion, mais tu ne peux pas vraiment dire cela... Les "chocs" sont bel et bien responsable de l'équilibre thermique... C'est bien au cours de ces chocs que l'on a répartition de l'énergie disponible qui s'organise (ou se désorganise comme on veut) en se distribuant sur l'ensemble des degrés de liberté disponibles...

Tu parles bien des "chocs" des molécules contre une paroi ? des chocs des molécules d'un fluid, ou les 2 ?

[zoup1]

Salut

Tu parles bien des "chocs" des molécules contre une paroi ? des chocs des molécules d'un fluid, ou les 2 ?

Ben, je parle de tous les chocs ou plutot de toutes les interactions... leur effet étant plus marquer au moment de ce que l'on peut baptiser "choc"...

[invite03f54461]

Salut

Ben, je parle de tous les chocs ou plutot de toutes les interactions... leur effet étant plus marquer au moment de ce que l'on peut baptiser "choc"...

Oui, j'oubliais que énergie cinétique->énergie thermique
Dans le cas qui est décrit, chauffage de l'eau ->élévation de sa température->parois de verre d'un thermomètre->dilatation du mercure.
il y a évidemment plusieurs mécanismes qui entrent en ligne pour l'échange thermique, agitation moléculaire, convection, rayonnement
où, en l'absence d'un confinement de l'eau, le rayonnement est le vecteur essentiel de l'échange thermique,
les chocs de l'agitation moléculaire de l'eau contre la paroi du thermomètre plutôt anecdoctiques, non ?
Ou l'énergie de choc se retransmet de molécule à molécule dans la paroi en verre comme un choc sur un boulier de Newton ?

[zoup1]

Salut

Oui, j'oubliais que énergie cinétique->énergie thermique
Dans le cas qui est décrit, chauffage de l'eau ->élévation de sa température->parois de verre d'un thermomètre->dilatation du mercure.
il y a évidemment plusieurs mécanismes qui entrent en ligne pour l'échange thermique, agitation moléculaire, convection, rayonnement
où, en l'absence d'un confinement de l'eau, le rayonnement est le vecteur essentiel de l'échange thermique,
les chocs de l'agitation moléculaire de l'eau contre la paroi du thermomètre plutôt anecdoctiques, non ?
Ou l'énergie de choc se retransmet de molécule à molécule dans la paroi en verre comme un choc sur un boulier de Newton ?

C'est quoi un bouclier de Newton ???
A vrai dire, moi j'aurais plutot dis le contraire, ce qui va être dominant dans l'échange de chaleur, c'est plutot le constact mécanique entre le liquide et le verre, plus que le rayonnement...