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Chaos et entropie



  1. #1
    guitarZhero

    Chaos et entropie


    ------

    Je voulais savoir la relation entre chaos et entropie? D'après moi puisque l'entropie de l'univers augmente, l'univers tend vers le chaos (qu'il faudrait que vous me redéfinissiez d'ailleurs), c'est bien ca? Ou il tend à se refroidir (ce serait contraire à l'entropie qui augmente non?)?

    -----

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  3. #2
    mariposa

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par guitarZhero Voir le message
    Je voulais savoir la relation entre chaos et entropie? D'après moi puisque l'entropie de l'univers augmente, l'univers tend vers le chaos (qu'il faudrait que vous me redéfinissiez d'ailleurs), c'est bien ca? Ou il tend à se refroidir (ce serait contraire à l'entropie qui augmente non?)?
    Il me semble que l' on suppose en première approximation que l'Univers subit une détente adiabatique et donc entropie constante. Comme le volume se dilate l'entropie par unité de volume diminue et donc la température.

  4. #3
    fabrej0

    Re : chaos et entropie

    Je m'y connais pas trop en univers mais l'univers n'est-il pas un système isolé par définition ? Dans ce cas, son entropie doit augmenter d'après le second principe.
    Sinon, "chaos" est un terme inadapté. Le "chaos" est une instabilité aux conditions initiales qui apparaît dans des systèmes caractérisés par au moins 3 variables.
    Ce que dit la physique statistique, c'est que l'augmentation d'entropie pour un système isolé (E=constante) est liée à une dégradation de la qualité de l'information que l'on a sur ce système (à t, on ne sait pas dans quel état il se trouve, tous les états d'énergie E étant équiprobables).

    JL

  5. #4
    fabrej0

    Re : chaos et entropie

    En outre, une transformation isentropique est une transformation adiabatique réversible !

  6. #5
    mariposa

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par fabrej0 Voir le message
    En outre, une transformation isentropique est une transformation adiabatique réversible !
    C'est pourquoi j'ai précis en première approximation, car il est évident qu'il y a production d'entropie (formation des étoiles et galaxies etc....)

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    invité576543
    Invité

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    Comme le volume se dilate l'entropie par unité de volume diminue et donc la température.
    Pourquoi "donc" ?

    Cordialement,

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  10. #7
    invité576543
    Invité

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    car il est évident qu'il y a production d'entropie (formation des étoiles et galaxies etc....)
    J'aurais plutôt cité les réactions internes aux étoiles que leur formation.

    Une réaction nucléaire dont l'énergie est dissipée comme des photons dans le visible correspond à une énorme production d'entropie, non?

    Il me semble que le plus gros de l'entropie de l'Univers est dans les photons froids, et le plus gros de la création d'entropie dans la création de tels photons, en particulier par les étoiles, non?

    Ceci dit la formation d'une étoile transforme aussi pas mal d'énergie potentielle en photons visibles en conséquence de l'augmentation de température du gaz. Mais pour une galaxie, c'est moins évident?

    Cordialement,

  11. #8
    fabrej0

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    Pourquoi "donc" ?
    Car l'univers étant un gaz parfait :


    Au fait, quelqu'un connaît-il la valeur de ?

  12. #9
    invité576543
    Invité

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par fabrej0 Voir le message
    Car l'univers étant un gaz parfait :
    Cela ne répond pas à ma question qui portait sur "entropie par unité de volume décroissante --> température baisse".

    Ensuite, ce n'est pas le "gaz" qui le dilate, mais bien le volume qui se dilate, comme l'exprime correctement mariposa.

    Je ne pense pas que l'augmentation de "volume" qu'est l'expansion cosmologique soit immédiatement comparable à la dilatation d'un gaz.

    Cordialement,

  13. #10
    chwebij

    Re : chaos et entropie

    bonjour

    Citation Envoyé par fabrej0 Voir le message
    Car l'univers étant un gaz parfait :


    Au fait, quelqu'un connaît-il la valeur de ?
    au vue de la définition d'un gaz parfait, j'ai du mal à faire le rapprochement avec l'univers.

    Il faut savoir que la thermodynamique classique ne s'applique pas de but en blanc à l'univers et l'astrophysique.
    On ne peut considérer l'univers comme un système isolé.
    Dans le livre de Perez, thermodynamique, il y a une introduction à l'astrothermodynamique, ca permet d'avoir quelques élèments pour comprendre le sujet.
    AH NON! au moment où la petite flûte allait répondre aux cordes. Vous êtes ODIEUX!!

  14. #11
    fabrej0

    Re : chaos et entropie

    J'adore Michel comme tu réponds sérieusement à mon joke

  15. #12
    mariposa

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par Michel (mmy) Voir le message
    Pourquoi "donc" ?

    Cordialement,
    Bonsoir,

    Si l'entropie de l'univers est constante (même chose pour un covolume) et sachant que l'entropie est une grandeur additive on doit avoir une baisse d'entropie par unité de volume quand le covolume augmente.

    Ps: La cosmologie ce n'est pas vraiment mon truc.

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  17. #13
    fabrej0

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par chwebij Voir le message
    au vue de la définition d'un gaz parfait, j'ai du mal à faire le rapprochement avec l'univers.

    Il faut savoir que la thermodynamique classique ne s'applique pas de but en blanc à l'univers et l'astrophysique.
    On ne peut considérer l'univers comme un système isolé.
    Dans le livre de Perez, thermodynamique, il y a une introduction à l'astrothermodynamique, ca permet d'avoir quelques élèments pour comprendre le sujet.
    J'adore !! et de 2 !!!

  18. #14
    mariposa

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par chwebij Voir le message
    bonjour

    Dans le livre de Perez, thermodynamique, il y a une introduction à l'astrothermodynamique, ca permet d'avoir quelques élèments pour comprendre le sujet.
    Serait-il possible que tu nous racontes ce que dit le Perez?

  19. #15
    fabrej0

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    Serait-il possible que tu nous racontes ce que dit le Perez?
    Oui, car blague à part, je me demande pourquoi l'univers ne serait pas isolé.

  20. #16
    chwebij

    Re : chaos et entropie

    mon bouquin est à 400km de mon bras (et encore il est tendu).
    je l'avais lu mais il ne me reste plus grand souvenir de ce chapitre.
    AH NON! au moment où la petite flûte allait répondre aux cordes. Vous êtes ODIEUX!!

  21. #17
    fabrej0

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par chwebij Voir le message
    mon bouquin est à 400km de mon bras (et encore il est tendu).
    je l'avais lu mais il ne me reste plus grand souvenir de ce chapitre.
    Franchement t'abuses, tu nous dis que d'après Perez l'univers n'est pas isolé et après tu dis ne pas te souvenir de ce qu'il y a dans le bouquin ! Ca c'est de la référence !

    JL

  22. #18
    mariposa

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par fabrej0 Voir le message
    Oui, car blague à part, je me demande pourquoi l'univers ne serait pas isolé.
    Par définition l'Univers est isolé, il n'y a rien à l'exterieur. C'est pourquoi on considére logiquement que c'est une détente adiabatique et on va en plus supposé qu'il est à l'équilibre thermodynamique (sauf pendant la période de l'inflation tout de suite après le big bang).

    Pour autant que je sache ses propriétés thermodynamique sont caractérisées par le gaz de photons depuis l'époque de la recombinaison datée à 380 000 ans après le big bang.

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  24. #19
    fabrej0

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    Par définition l'Univers est isolé, il n'y a rien à l'exterieur. C'est pourquoi on considére logiquement que c'est une détente adiabatique et on va en plus supposé qu'il est à l'équilibre thermodynamique (sauf pendant la période de l'inflation tout de suite après le big bang).
    Ouf, je suis soulagé pour l'isolation ! et ça m'étonnerait que Perez ne soit pas de notre avis...
    Ceci dit pour l'équilibre thermodynamique, je doute encore... Si ta vie durait 2 microsecondes, pourrais-tu dire que la fonte d'un glaçon dans un verre est un équilibre thermodynamique ? Je ne crois pas...

  25. #20
    invité576543
    Invité

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    sachant que l'entropie est une grandeur additive on doit avoir une baisse d'entropie par unité de volume quand le covolume augmente.
    Bien d'accord là-dessus, mais c'est l'effet sur la température qui m'intrigue. (La température baisse et la densité d'entropie décroît, bien d'accord. C'est la relation de cause à effet qui motive ma question.)

    Cordialement,

  26. #21
    invité576543
    Invité

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    Par définition l'Univers est isolé, il n'y a rien à l'exterieur.
    Les problèmes sont ailleurs, comme par exemple la notion d'énergie à cette échelle.

    Pour autant que je sache ses propriétés thermodynamique sont caractérisées par le gaz de photons depuis l'époque de la recombinaison datée à 380 000 ans après le big bang.
    Pour ce gaz, une expansion cosmologique d'un facteur 2, donc de 8 en volume, donne une baisse de température d'un facteur 2.

    Quand à la notion d'équilibre, il faudrait effectivement la qualifier plus en détails.

    Cordialement,

  27. #22
    chwebij

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par fabrej0 Voir le message
    Franchement t'abuses, tu nous dis que d'après Perez l'univers n'est pas isolé et après tu dis ne pas te souvenir de ce qu'il y a dans le bouquin ! Ca c'est de la référence !

    JL
    on sait mal compris et j'y suis pour beaucoup.
    Je pense que l'univers n'est pas isolé car on m'a souvent répété que l'univers en thermodynamique était différent de l'univers qu'on utilise comme terminologie en thermo classique.

    Pour le perez, j'aurais du bien distinguer cette référence à mes dires. Sur ce point je m'excuse. J'encourageais justement les personnes qui avait ce livre sous la main d'aller le lire.

    mais pour revenir au fait de dire que l'univers est isolé, ce que je trouve bizarre dans cette affirmation, c'est qu'on ne connait pas déjà les constituants de l'univers (matières noir and co) donc il me semble qu'il y a une réelle difficulté à dire que l'univers est isolé.
    d'ailleurs le second principe s'applique pour la matière dont les constituants (atomes) ont justement une dynamique vraiment chaotique ce qui nous permet de faire l'hypothèse d'ergodicité.
    Mais pour par exemple le système solaire, on voit bien qu'on est loin d'une dynamique ergotique.
    D'ailleurs dans le perez, il explique les effets antagoniste de la gravité qui tend à faire diminuer l'entropie en ordonnant la matière et les effets thermonucléaires qui l'augmente. La conclusion est que ce sont ces derniers qui l'emporte sur la gravité.

    mais je l'avoue, l'astrophysique n'est pas mon domaine de prédilection. désolé de cette imposture
    AH NON! au moment où la petite flûte allait répondre aux cordes. Vous êtes ODIEUX!!

  28. #23
    chwebij

    Re : chaos et entropie

    bon voilà j'ai trouvé ca sur le net, ca provient de l'institut d'astrophysique de Paris:
    http://faq.iap.fr/public/faq.php?tab...eme=5&id=47#47

    mais c'est vrai qu'à priori la question de savoir si c'est un système isolé ou non n'est pas trivial
    AH NON! au moment où la petite flûte allait répondre aux cordes. Vous êtes ODIEUX!!

  29. #24
    mach3

    Re : chaos et entropie

    D'ailleurs dans le perez, il explique les effets antagoniste de la gravité qui tend à faire diminuer l'entropie en ordonnant la matière et les effets thermonucléaires qui l'augmente. La conclusion est que ce sont ces derniers qui l'emporte sur la gravité.
    il me semblait que l'état le plus probable est celui de plus haute entropie. Quand on compare un nuage homogène soumis à sa gravité à un système stellaire de même masse, j'en déduis que le système stellaire à une entropie plus élevée, car un nuage homogène évolue spontanément en système stellaire. Dans ce sens, l'entropie ne caractérise le désordre que si la gravitation est négligeable, l'équivalence entropie/désordre est bancale

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

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  31. #25
    fabrej0

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par chwebij Voir le message
    on sait mal compris et j'y suis pour beaucoup.
    Je pense que l'univers n'est pas isolé car on m'a souvent répété que l'univers en thermodynamique était différent de l'univers qu'on utilise comme terminologie en thermo classique.
    Non mais là je suis plus du tout : thermo et thermo classique ? la première thermo, elle est quoi ? quantique ??

    Citation Envoyé par chwebij Voir le message
    mais pour revenir au fait de dire que l'univers est isolé, ce que je trouve bizarre dans cette affirmation, c'est qu'on ne connait pas déjà les constituants de l'univers (matières noir and co) donc il me semble qu'il y a une réelle difficulté à dire que l'univers est isolé.
    Franchement, je vois pas pourquoi il y aurait une difficulté sur ce que tu mets dans l'univers. Comme disait Mariposa, il n'y a rien à part l'univers, "donc" l'univers est isolé. C'est plutôt dans ce donc qu'il y a problème je trouve.

    Citation Envoyé par chwebij Voir le message
    d'ailleurs le second principe s'applique pour la matière dont les constituants (atomes) ont justement une dynamique vraiment chaotique ce qui nous permet de faire l'hypothèse d'ergodicité.
    Mais pour par exemple le système solaire, on voit bien qu'on est loin d'une dynamique ergotique.
    Euh... et pourquoi tu ne veux pas attribuer une entropie à une planète et à une étoile ? et une entropie totale comme la somme de toutes ces entropies et appliquer le second principe ?

    Citation Envoyé par chwebij Voir le message
    D'ailleurs dans le perez, il explique les effets antagoniste de la gravité qui tend à faire diminuer l'entropie en ordonnant la matière et les effets thermonucléaires qui l'augmente. La conclusion est que ce sont ces derniers qui l'emporte sur la gravité.
    Tu vois, Perez définit une entropie ! Mais n'y aurait-il pas équilibre entre gravitation et rayonnement ? sinon c'est quoi la 3ème force qui équilibre ton soleil ?

    JL
    PS : désolé je n'ai pas encore regardé ton lien, mais je fais ça dès que possible
    PS2 : si t'as un peu d'argent, achète le Diu (physique Statistique), ça te donnera une autre vision intéressante sur la thermo

  32. #26
    chwebij

    Re : chaos et entropie

    Euh... et pourquoi tu ne veux pas attribuer une entropie à une planète et à une étoile ? et une entropie totale comme la somme de toutes ces entropies et appliquer le second principe ?
    je ne dis pas qu'on ne peut pas définir une entropie je dis juste que je n'ai aucune preuve du fait que le second principe soit applicable à l'univers dans son ensemble D'ailleurs l'entropie des trous noirs fut un sujet d'étude récent et bien qu'on a prouvé quils repectaient le 2nd principe, on ne l'a pas pris comme base mais on a bien du le démontrer.

    Tu vois, Perez définit une entropie ! Mais n'y aurait-il pas équilibre entre gravitation et rayonnement ? sinon c'est quoi la 3ème force qui équilibre ton soleil ?
    je ne parle pas d'équilibre de forces mais de production d'entropie.d'ailleursles étoiles ne sont pas toutes en équilibres, la vie des étoiles est menée par des phases d'expansion et d'effondrement, entrecoupées de phases d'équilibre.

    PS2 : si t'as un peu d'argent, achète le Diu (physique Statistique), ça te donnera une autre vision intéressante sur la thermo
    j'ai lu en partie le Landau et le Diu n'est hélas pas à la portée de mon portefeuile.

    pour en revenir à nos moutons;

    en thermo, on définit un système isolé par rapport au reste de l'univers. On peut alors définir l'univers comme la somme des systèmes isolés. Mais rien ne prouve que cet univers (qui est un outil de la thermodynamique) s'identifie à l'univers cosmologique.
    Je ne trouve pas l'équivalence trivialle et elle reste à être démontrée.


    il me semblait que l'état le plus probable est celui de plus haute entropie. Quand on compare un nuage homogène soumis à sa gravité à un système stellaire de même masse, j'en déduis que le système stellaire à une entropie plus élevée, car un nuage homogène évolue spontanément en système stellaire. Dans ce sens, l'entropie ne caractérise le désordre que si la gravitation est négligeable, l'équivalence entropie/désordre est bancale
    je ne suis pas sûr que le passage nuage homogène->système stellaire évolue spontanément. Il faut des conditions de densités qui sont souvent dues à des explosions de supernovas ou un passage près d'un autre système massif.
    J'entend par désordre une perte d'information. Or la force gravitationnelle est une force attractive donc elle apporte de l'information sur le système.
    On doit donc avoir une perte d'information, ou une production d'entropie pour respecter ce second principe dans le cas de la formation de système. Cette entropie est apportée par les réactions thermonucléaire.
    AH NON! au moment où la petite flûte allait répondre aux cordes. Vous êtes ODIEUX!!

  33. #27
    mach3

    Re : Chaos et entropie

    je ne suis pas sûr que le passage nuage homogène->système stellaire évolue spontanément.
    peut-être dans ce cas particulier, mais je ne démordrais pas qu'un nuage homogène soumis à la gravité est instable, son effondrement sous forme de plusieurs nuages plus dense est spontané et donc, avec variation d'entropie positive.

    J'entend par désordre une perte d'information. Or la force gravitationnelle est une force attractive donc elle apporte de l'information sur le système.
    On doit donc avoir une perte d'information, ou une production d'entropie pour respecter ce second principe dans le cas de la formation de système.
    je ne suis pas sur que cette interpretation "informationnelle" soit valide en présence de la gravitation, justement

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  34. #28
    mach3

    Re : Chaos et entropie

    en glanant quelques informations au hasard, je suis tombé sur quelque chose qui pourrait nous mettre d'accord. En se contractant, les nuages fils du nuage homogène père s'échauffent. Ils rayonnent donc. De l'entropie est évacuée par rayonnement et donc l'entropie des nuages en contraction peut chuter...
    Il y aurait donc bien baisse d'entropie du système ouvert "nuage en effondrement gravitationnel".
    Par contre si on considère un système isolé "nuage en effondrement + photons émis", on a bien une augmentation d'entropie entre l'état "nuage homogène" et l'état "petit nuages plus denses en effondrement + photons émis"

    C'est donc une histoire définition du système, il faut pas oublier les échanges avec le champ EM

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  35. #29
    chwebij

    Re : Chaos et entropie

    si je prend la formule connue en thermodynamique:
    on a alors
    ainsi
    dans le cas d'un système soumis à son propre champ gravitationnel, d'énergie potentielle K, on a avec U l'énergie interne. On a donc E=cst pour un effondrement gravitationnel.
    Si on a contraction du système par effet gravitationnel, on a .
    si les sytème évolue d'équilibre en équilibre, on a P>0 et T>0. On a alors dS<0.
    AH NON! au moment où la petite flûte allait répondre aux cordes. Vous êtes ODIEUX!!

  36. #30
    invité576543
    Invité

    Re : chaos et entropie

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    Dans ce sens, l'entropie ne caractérise le désordre que si la gravitation est négligeable, l'équivalence entropie/désordre est bancale
    Et pourquoi seulement la gravitation? Il y a des cristaux qui se forment spontanément à partir d'un mélange parfaitement homogène avec un solvant et la gravitation est négligeable dans ce phénomène.

    L'équivalence n'est pas bancale, elle est carrément fausse, et pollue la plupart des réflexions sur l'entropie.

    Cordialement,

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