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Energie cinétique augmente = pression diminue ?



  1. #1
    Outlaw_Lynx

    Energie cinétique augmente = pression diminue ?


    ------

    Bonjour bonsoir,

    Suite à une petite discussion au sujet du théorème de Bernoulli, je suis resté sans réponse à cette question :

    Pourquoi lorsqu'un fluide (de l'air par exemple) gagne de la vitesse, la pression diminue-t-elle ? Pourquoi lorsque les molécules accélèrent, elles s'éloignent les unes par rapport aux autres ?
    (comme nous en voiture sur l'autoroute par exemple ^^)

    Si vous avez une réponse ou une hypothèse, merci de m'en faire part

    -----

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  3. #2
    Gilgamesh

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    Citation Envoyé par Outlaw_Lynx Voir le message
    Bonjour bonsoir,

    Suite à une petite discussion au sujet du théorème de Bernoulli, je suis resté sans réponse à cette question :

    Pourquoi lorsqu'un fluide (de l'air par exemple) gagne de la vitesse, la pression diminue-t-elle ? Pourquoi lorsque les molécules accélèrent, elles s'éloignent les unes par rapport aux autres ?
    (comme nous en voiture sur l'autoroute par exemple ^^)

    Si vous avez une réponse ou une hypothèse, merci de m'en faire part
    S'il y a gain de vitesse du fluide sans apport d'énergie, les vecteurs vitesses des molécules se réorientent et pointent de façon plus majoritaire dans le sens du courant (d'où augmentation de la pression dynamique). Comme il n'y a pas d'apport d'énergie, cela se fait forcément au détriment de la composante transverse du mouvement, dirigée vers les parois (d'où diminution de la pression statique).

    a+
    Parcours Etranges

  4. #3
    Outlaw_Lynx

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    Mmh. J'suis pas convaincu

    Merci quand même

  5. #4
    LPFR

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    Citation Envoyé par Outlaw_Lynx Voir le message
    Mmh. J'suis pas convaincu

    Merci quand même
    Bonsoir.
    Vous avez tort.
    L'explication de Gilgamesh est la meilleure que je n'ai jamais lue sur ce phénomène.
    Merci Gilgamesh. Au moins, moi j'ai apprécié.
    Au revoir.

  6. #5
    Gilgamesh

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    Merci LPFR, j'en profite pour te dire que je lis tes contributions toujours avec plaisir.

    Outlaw_Lynx, C'EST la bonne explication, j'insiste L'énergie interne d'un fluide est donnée par l'énergie cinétique des molécules qui le composent. Par hypothèse, elle est constante dans le cas de Bernouilli. Si la vitesse moyenne augmente selon un axe, alors elle diminue forcément selon l'axe perpendiculaire, ce qui diminue la pression sur les parois de l'écoulement.


    a+
    Parcours Etranges

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Gwyddon

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    Bonsoir,

    En effet l'explication est excellente, et repose sur le principe de la conservation de l'énergie.

    Je la mettrais bien en post-it
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

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  10. #7
    calculair

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    bonjour,

    L'explication de Gilgamesh est trés physique
    Tu peux aussi tenter d'approcher le sujet en etudiant la conservation de l'energie dans l'ecoulement du fluide.

    Je te livre ma demostration que j'ai simplifié au max

    L'energie cinetique d'un cylindre de fluide animé de la vitesse V dans l'axe du cylindre de surface de base S est Ec = 1/2 MV²

    La masse d'air contenu dans un cylindre de longueur L = Vt est

    M = S V t d ou d est la densité du fluide

    Donc l'energie cinetique est Ec = 1/2 SVt d V²

    A cette énergie cinetique il faut ajouter le travail des forces de pression P qui sont à l'interieur du cylindre. Cette force s'exerce sur la base du cylindre F = PS et elle se deplace sur la distance L =V t. Le travail de cette force est donc
    T = P S V t
    L'energie totale contenue dans ce cylindre de fluide est Et = EC + T

    Et = 1/2 S V t d V2 + P S V t

    Si on calcule cette enrgie par unité de volume

    Et /unite de volume = 1/2 d V² + P

    Si on apporte pas d'energie au fluide circulant cette energie reste constante

    Cte = 1/2 d V² + P

    Donc si la vitesse augmente, la pression doit diminuer pour respecter la conservation de l'energie.

  11. #8
    verdifre

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    bonjour,
    si tu n'es pas convaincu aprés ces exellentes explications, il ne te restes plus qu'a faire l'experience.
    realiser un petit venturi est assez rapide et tu pourra voir la realité du phenomene.
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  12. #9
    philou21

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    Le venturi est donc un collimateur de vitesse...
    j'aime bien ça.

  13. #10
    Outlaw_Lynx

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    Oookay!
    J'ai compris suite à la seconde explication de Gilgamesh (merci aux autres aussi )

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonsoir.
    Vous avez tort.
    Je n'avais pas tort. Je n'étais effectivement pas convaincu, que ce que Gilgamesh dise soit vrai ou faux


    Merci, bonne soirée

  14. #11
    b@z66

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    Citation Envoyé par Outlaw_Lynx Voir le message
    Bonjour bonsoir,

    Suite à une petite discussion au sujet du théorème de Bernoulli, je suis resté sans réponse à cette question :

    Pourquoi lorsqu'un fluide (de l'air par exemple) gagne de la vitesse, la pression diminue-t-elle ? Pourquoi lorsque les molécules accélèrent, elles s'éloignent les unes par rapport aux autres ?
    (comme nous en voiture sur l'autoroute par exemple ^^)

    Si vous avez une réponse ou une hypothèse, merci de m'en faire part

    Illustration pratique simple: tu prends un randonneur avec un énorme sac de rando sur le dos. Il décide de bazarder(abandonner) la moitié du contenu de son sac en cours de chemin. Aura t'il tendance, après cela, à marcher moins vite ou plus vite pour finir son escapade?

    PS: pour ce qui est de l'autoroute, c'est parce qu'il y a tout simplement des distances de sécurité à respecter (à temps de réaction égal).
    La curiosité est un très beau défaut.

  15. #12
    martom

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?



    Clair net et précis. Merci

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  17. #13
    gatsu

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    S'il y a gain de vitesse du fluide sans apport d'énergie, les vecteurs vitesses des molécules se réorientent et pointent de façon plus majoritaire dans le sens du courant (d'où augmentation de la pression dynamique). Comme il n'y a pas d'apport d'énergie, cela se fait forcément au détriment de la composante transverse du mouvement, dirigée vers les parois (d'où diminution de la pression statique).

    a+
    Salut,

    Cette explication me plait également d'un point physique mais me gène car elle fait la distinction entre une pression longitudinale et une transverse ce qui ne me semble pas être le cas en hydrodynamique standard où on parle de champ de pression et point final.

    En plus la "pression" au sens habituel du terme revet un sens associé à la température du système. Dans une image a la equation de Boltzmann, augmenter la vitesse du fluide décale simplement la distribution des vitesses mais ne change pas sa largeur (si ça ne refroidit pas le système évidemment). On devrait donc toujours pouvoir décomposer la pression cinétique comme un terme dû au centre de masse des particules fluides (ou au mouvement d'ensemble) et un autre isotrope. J'ai toujours pensé que le dernier était "la pression" invoquée en hydrodynamique...d'où mon interrogation.

    Par ailleurs, l'affirmation du titre en elle même n'est vrai que dans le cas des viscosités faibles non ?
    "Au fond..la musique si on la prend note par note c'est assez nul". Geluck

  18. #14
    Adamosh1

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    Merci pour vos explications, j'aimerais poser une question similaire. Dans le cas d'un tube ou d'une conduite dans laquelle circule l'eau (fluide incompressible) avec une certaine vitesse V, pour diminuer sa vitesse et augmenter sa pression, faut-il diminuer ou augmenter la section du tube??
    (c'est le cas des pompes centrifuges, j'ai pas bien compris le phénomène à ce niveau)

  19. #15
    calculair

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    Bonjour,

    Si il y a une pompe, il y a apport d'énergie au fluide, alors il faut prendre en compte dans la démonstration donnée, l'apport d'énergie apporté par la pompe
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  20. #16
    sitalgo

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    B'soir,

    Le principe de conservation de l'énergie est une vision macroscopique. Ça permet de simplifier (on a une constante) voire d'éviter des calculs inutiles, notamment pour exclure les mouvements perpétuels.
    Dire que si l'un augmente alors l'autre diminue forcément n'explique rien.
    Quant à une réorientation de la vitesse des molécules, cela explique l'augmentation de la vitesse mais pas la diminution de pression. Il faut aller plus loin.

    Voilà donc comment je vois la chose.

    Je m'intéresse à la molécule et aux forces qui s'y appliquent.
    On commence par un réservoir source de pression.
    La pression en un point immobile du réservoir et à une profondeur z est p. On fait un trou : le fluide sort à la vitesse v² = 2p/rho. La pression après le trou est la pression ambiante.
    On met un tuyau (1), court pour négliger les pertes de charge. La vitesse est la même, la pression est celle ambiante (pas de pdc).

    Je place un rétrécissement (2). Ce n'est pas chercher un principe évolué que de dire que le débit massique est conservé, sinon il y aurait accumulation ou manque de matière quelque part qui finirait pas se faire remarquer.
    Donc vu que la section est réduite, il faut que ma molécule soit accélérée, la force pour l'accélérer est fournie par la pression en amont. La pression aval étant Pamb.
    On note que par apport à la situation 1, la pression dans le tuyau est augmentée.
    On ne parle là que de pression et de vitesse, pour le débit il est mainteneant fonction du diamètre réduit.

    On place un tuyau puis un élargissement (3).
    On est dans le cas inverse, la molécule ralentit car elle doit réoccuper le volume (la section) disponible. Sa composante de vitesse n'est plus seulement longitudinale sur la longueur de l'élargissement, ce qui diminue donc sa vitesse longitudinale. Mais en même temps ma molécule reçoit celles qui la suivent et qui butent sur elle, ce qui augmente la pression.

    On arrive enfin à la Pamb, avec ou sans un autre tuyau sans pdc après 3.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  21. #17
    Adamosh1

    Re : Energie cinétique augmente = pression diminue ?

    Euh, dans ce cas, on va pas avoir une conservation de l’énergie interne du fluide, puisque ce dernier est pompé d'une section d'aspiration vers une section de refoulement

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