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Pression ou température ?



  1. #31
    monnoliv

    Re : Pression ou température ?


    ------

    Et la pression simplement le résulat de ces mouvement contre une surface, ce qui fait que cette surface n'étant exposée qu'à la moitié des mouvements, la résultante n'est pas nulle ?
    Exactement, c'est pour cela que je me posais la question du capteur de pression qui doit (obligatoirement?) être dissymétrique pour effectuer la mesure, contrairement au capteur de température.

    -----
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

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  3. #32
    mariposa

    Re : Pression ou température ?

    Citation Envoyé par zoup1
    Au départ M à une vitesse nulle et m a une vitesse v.
    Le résultat auquel on est habitué est que l'objet de masse m repart après avoir rebondit sur le mur avec une vitesse -v alors que l'objet de masse M reste en place... Si il n'y a apparait de problème en ce qui concerne la conservation de l'énergie il y en a apparement un en ce qui concerne la conservation de la quantité de mouvment.
    Je vous rassure, ce problème n'est qu'apparent.
    Je suis de passage.... pas de trop de temps..

    1- Conservation de l'impulsion:

    m.v + 0 = -m.v + M.V (environ)

    donc V = 2.m.v/M


    Donc la masse M acquière une vitesse infiniment simple mais réelle.


    2- Echelle de l'impulsion a l'échelle microscopique.

    2- pour comprendre ce que si passe a l'échelle microscopique il faut considerer la collision d'une molécule sur un atome d'une surface, lui même lié élastiquement a un atome voisin etc...
    Dernière modification par deep_turtle ; 27/03/2005 à 22h50. Motif: correction de balise QUOTE

  4. #33
    zoup1

    Re : Pression ou température ?

    Citation Envoyé par pmdec
    Ne vous inquiétez pas, je vais faire ça : je pense que vous avez compris que je ne polémique pas, mais que ça m'intéresse vraiement de comprendre ...
    J'étais pas du tout inquiet (je m'entraine à mettre des smileys partout, c'est pas mal hein)...
    Cependant, M n'est pas "beaucoup plus grand" que m : par exemple Azote=28, Cuivre=64, à moins qu'il faille considérer une "cellule" d'atomes voisins quand il s'agit d'un solide ???
    une paroi n'est pas un atom isolé, mais un atome au milleu d'un réseau... c'est d'ailleurs pour cela qu'il est difficile de faire vraiment l'analogie entre la collision macroscopique d'une bille sur un mur et la collision microscopique d'un molécule sur un solide. Il n'est pas plus faux de considérer la masse de la boite dans son ensemble, que de considérer la masse d'un atome de la boite. De plus tout cela dépend très largement des interactions spécifiques des molécules du gaz et des atomes du solide. On peut imaginer tout un tas de processus du rebond élastique jusqu'à l'adsobtion des molécules... c'est pour cela que pour raisonner je proposait de fixer un cadre... mais bon...

    Pour les billes suspendues : j'imagine que ça marche aussi si la bille qu'on "lance" est plus petite : elle va rebondir (avec une vitesse v' inférieure à v (en valeur absolue) par exemple, les grosses (paroi) ne vont apparemment pas bouger, et la dernière, de même taille que la première partir avec v", avec v"=-v' et v, v' et v" étant telles qu'on conserve l'énergie cinétique et la quantité de mouvement).
    tout à fait
    La "chaleur" (dans le sens température) n'est-elle pas qu'un mouvement de toutes les molécules du gaz tel que la résultante des vitesses est nulle ? Et la pression simplement le résulat de ces mouvement contre une surface, ce qui fait que cette surface n'étant exposée qu'à la moitié des mouvements, la résultante n'est pas nulle ?
    Tu ne peux pas utiliser chaleur dans le sens température, ce sont 2 notions qui sont différentes. Mis à part cela, oui, la température comme la pression est une manifestion de l'agitation des molécules. Cependant, cette manifestation est de nature différente.
    Par exemple, une façon de voir les choses, mais je ne pense qu'elle te conviennes, consiste à dire que la pression est la variable conjuguée du volume, alors que la température est la variable conjuguée de l'entropie. Par exemple l'énergie de Gibbs s'écrit G=U + TS - PV
    Ceci illustre que la température est intimement lié à l'entropie du système alors que P est lié à son volume... évidemment on s'éloigne de la vision microscopique mais d'un autre coté on illustre la nature différente de l'un et de l'autre...
    Dernière modification par Coincoin ; 27/03/2005 à 22h29. Motif: Correction de balise
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  5. #34
    mariposa

    Re : Pression ou température ?

    Citation Envoyé par zoup1
    une paroi n'est pas un atom isolé, mais un atome au milleu d'un réseau... c'est d'ailleurs pour cela qu'il est difficile de faire vraiment l'analogie entre la collision macroscopique d'une bille sur un mur et la collision microscopique d'un molécule sur un solide.
    Tout a fait: la modélisation adaptée d'une paroi, cad d'un cristal est un ensemble d'atomes reliés par des ressorts (les ressorts representent les dérivées secondes de l'energie par rapport aux déplacements atomiques). les solutions sont des ondes de matière appellées branche acoustique et branches optiques). Ce sont ces branches qui:

    1- contiennent la chaleur.
    2- qui propagent l'impulsion et les ondes sonores.[/QUOTE]


    Citation Envoyé par zoup1

    Il n'est pas plus faux de considérer la masse de la boite dans son ensemble, que de considérer la masse d'un atome de la boite. De plus tout cela dépend très largement des interactions spécifiques des molécules du gaz et des atomes du solide. On peut imaginer tout un tas de processus du rebond élastique jusqu'à l'adsobtion des molécules...
    Dans les interactions atomes de gaz surfaces toutes les collisions sont inelastiques. L'adsorbtion d'un atome ou son émission sont des collisions inélastiques.

    Citation Envoyé par zoup1
    c'est pour cela que pour raisonner je proposait de fixer un cadre... mais bon...
    Exactement il faut fixer un cadre de discussion:

    A:CADRE EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE:

    A1: Traitement a l'échelle macroscopique.
    A2- Traitement à l'échelle microscopique.
    A3- Passage du microscopique au macroscopique par la physique statistique.

    B: CADRE HORS D'EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE (proche de l'équilibre).

    Tout dépend ce que l'on veut traiter, mais cela implique la maîtrise de l'équilibre thermodynamique.

  6. #35
    pmdec

    Re : Pression ou température ?

    D'abord, merci à tous les intervenants.
    Comme promis, j'ai fait quelques lectures, ceci m'a semblé pertinent :
    http://neveu.pierre.free.fr/enseign/thcg/chp123.htm
    ainsi que la page suivante (chap 4-5-6)
    Très intéressant et assez facile à suivre.

    J'en conclue que pour une quantité déterminée de gaz (=le nbre de molécules) contenue dans une enceinte de volume fixe et complètement isolée de l'extérieur, la température est un paramètre suffisant pour une connaissance "totale" du système. Cette température est intimement liée à l'agitation des molécules du gaz, c'est-à-dire la distribution des vitesses (vectorielles) de toutes les molécules de l'enceinte.
    Cette distribution des vecteurs vitesse est le seul paramètre qui puisse changer dans une enceinte de volume fixe (en faisant l'impasse sur l'action éventuelle de la gravité, extérieure au système, et qui ne peut que générer un gradient dans cet éventail de vitesse, gradient au demeurant faible pour un gaz dans les conditions usuelles à la surface de la Terre).

    Une sonde thermométrique, quelle qu'elle soit, mesure cette agitation, sans doute à partir de l'énergie cinétique (ce qui serait cohérent avec le fait que c'est la moyenne des carrés des vitesses des molécules qui est proportionnel à la température : le produit masse (des molécules) par le carré d'une vitesse a bien la dimension d'une énergie).
    Cette sonde de température, une fois établi l'équilibre entre le gaz et la sonde, n'interfère plus avec le milieu (si l'on diminue sa taille, on ne change pas la mesure).

    Pour la pression, par contre, il en va tout autrement. En fait j'ai l'impression que ce n'est que par abus de langage que l'on parle d'une pression "au sein du gaz" : ceci n'a pas de sens, car le pression est le résultat de l'introduction de la sonde, une sorte d'artefact. En toute rigueur, on ne peut parler de pression que contre une paroi (et le capteur de pression est une : c'est la "dissymétrie" dont un intervenant a parlé).
    En d'autre termes, la pression provient de ce que le capteur empêche les molécules du gaz de se mouvoir librement. Le capteur "intègre" les mouvements des molécules sur la totalité de sa surface.
    Mais le capteur de pression doit être sensible, comme la température, à l'énergie cinétique et non pas à la quantité de mouvement : c'est le seul moyen d'obtenir une mesure double quand la température double (donc induit une pression double à l'intérieur d'une enceinte fermée étanche). J'ai l'impression que ce ne serait pas le cas si le capteur de pression était sensible à la quantité de mouvement ou à l'impulsion.

    J'avance ?

    Remarque : dans les problèmes de transmission de température entre gaz et paroi (chap 4.2.2 du site indiqué), il n'y a pas vraiment de détail sur le support matériel de cette transmission : rayonnement ou choc ?

  7. #36
    mariposa

    Wink Re : Pression ou température ?

    Citation Envoyé par pmdec
    D'abord, merci à tous les intervenants.
    Comme promis, j'ai fait quelques lectures, ceci m'a semblé pertinent :
    http://neveu.pierre.free.fr/enseign/thcg/chp123.htm
    ainsi que la page suivante (chap 4-5-6)
    Très intéressant et assez facile à suivre.

    J'en conclue que pour une quantité déterminée de gaz (=le nbre de molécules) contenue dans une enceinte de volume fixe et complètement isolée de l'extérieur, la température est un paramètre suffisant pour une connaissance "totale" du système. Cette température est intimement liée à l'agitation des molécules du gaz, c'est-à-dire la distribution des vitesses (vectorielles) de toutes les molécules de l'enceinte.

    C'est plus que ca, la température c'est excatement la valeur moyenne des carrés des vitesses. (a un facteur près qui dépend du système d'unité).

    Citation Envoyé par pmdec
    Pour la pression, par contre, il en va tout autrement. En fait j'ai l'impression que ce n'est que par abus de langage que l'on parle d'une pression "au sein du gaz" : ceci n'a pas de sens, car le pression est le résultat de l'introduction de la sonde, une sorte d'artefact. En toute rigueur, on ne peut parler de pression que contre une paroi (et le capteur de pression est une : c'est la "dissymétrie" dont un intervenant a parlé).
    En d'autre termes, la pression provient de ce que le capteur empêche les molécules du gaz de se mouvoir librement. Le capteur "intègre" les mouvements des molécules sur la totalité de sa surface.
    La pression dans un gaz c'est excatement la valeur moyenne des impulsions par unité de temps et par unité de surface. Ceci est vrai avec ou sans capteur. Quand il n'y a pas de capteur tu peux penser a une surface fictive qui compte "les coups". Si cette surface est a l'équilibre mécanique elle recoit autant d'impulsion de chaque coté.

    Citation Envoyé par pmdec
    Mais le capteur de pression doit être sensible, comme la température, à l'énergie cinétique et non pas à la quantité de mouvement : c'est le seul moyen d'obtenir une mesure double q uand la température double (donc induit une pression double à l'intérieur d'une enceinte fermée étanche). J'ai l'impression que ce ne serait pas le cas si le capteur de pression était sensible à la quantité de mouvement ou à l'impulsion.
    Le capteur de pression mesure une force par unité de surface, autrement dit il mesure une impulsion par unité de temps:

    F = dP/dt

    deux gaz peuvent exercer une même pression, l'un étant à 1000°C l'autre à -150°C!

    Citation Envoyé par pmdec

    J'avance ?
    Sur la question de la température, oui, sur la question de la pression, non!


    Citation Envoyé par pmdec
    Remarque : dans les problèmes de transmission de température entre gaz et paroi (chap 4.2.2 du site indiqué), il n'y a pas vraiment de détail sur le support matériel de cette transmission : rayonnement ou choc ?
    La réponse la plus courante est choc pour transmettre a la fois la température et l'impulsion. toutefois lorsque 2 températures entre 2 corps sont tres élevées et tres différentes les échanges radiatifs peuvent l'emporter (a cause de la loi de Stéfan en T puissance 4)

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  9. #37
    pmdec

    Re : Pression ou température ?

    Citation Envoyé par mariposa
    Le capteur de pression mesure une force par unité de surface,
    OK
    Citation Envoyé par mariposa
    deux gaz peuvent exercer une même pression, l'un étant à 1000°C l'autre à -150°C!
    OK
    Citation Envoyé par mariposa
    Sur la question de la température, oui, sur la question de la pression, non!
    Pour me faire avancer encore un peu, donc, pourriez vous commenter les conclusions que je tire de l'expérience suivante:
    Une enceinte de volume constant et à la même température que le milieu extérieur contient une quantité fixe de gaz à une température donnée T.
    J'en déduis la moyenne des carrés des vitesses : v2
    Je mesure la pression, et je trouve p.
    Je chauffe l'enceinte et le milieu extérieur à la tenpérature 2T (en K, bien sûr).
    J'en déduis la moyenne des carrés des vitesse : 2(v2)
    Je mesure la pression, et, bien sûr je trouve 2p.

    Le rapport des températures (2) est égal à celui des carrés des vitesses moyennes et à celui des pressions.

    Mais il me semble que le rapport des vitesses moyennes n'est que rac(2).
    J'en déduis que la pression ne peut dépendre de la quantité de mouvement (elle-même proportionnelle à la vitesse et non à son carré).

    Qu'y a-t-il de faux dans ce raisonnement ? Y aurait-il une GROSSE bêtise entre carré des moyennes et moyenne des carrés ?

    Car je me rends bien compte qu'il y a un problème : une énergie (le 1/2mv2 de l'énergie cinétique) a la dimension d'une force multipliée par une distance, alors qu'une pression a la dimension d'une force que divise une distance au carré. Pour passer d'une énergie à une pression, il faut donc diviser par un volume ... comment le capteur pourait-il faire cela ?

    Merci d'avance.

    PS : je m'éloigne quelques temps d'un machin à écran-clavier. A ++tard, donc.

  10. #38
    monnoliv

    Re : Pression ou température ?

    J'en déduis que la pression ne peut dépendre de la quantité de mouvement (elle-même proportionnelle à la vitesse et non à son carré).
    Tu as raison, en fait le choc d'une molécule de masse m et de vitesse v perpendiculaire à une paroi donne 2mv comme variation de qté de mouvement. On serait tenté de dire que la pression est donc proportionnelle à v. Mais il faut tenir compte dans le calcul de la fréquence des chocs sur cette paroi, tu as
    P = 2mv. n ou n est le nombre de chocs par seconde et par mètre carré [#/(s.m^2)].
    Il faut calculer n, celui-ci est proportionnel à v puisque, supposons être très près de la paroi, par unité de temps, le nombre de choc augmente proportionnellement à v. Il en résulte que p est bien proportionnel à (ce que j'avais complètement perdu de vue ).
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

  11. #39
    mariposa

    Re : Pression ou température ?

    Citation Envoyé par monnoliv
    Tu as raison, en fait le choc d'une molécule de masse m et de vitesse v perpendiculaire à une paroi donne 2mv comme variation de qté de mouvement. On serait tenté de dire que la pression est donc proportionnelle à v. Mais il faut tenir compte dans le calcul de la fréquence des chocs sur cette paroi, tu as
    P = 2mv. n ou n est le nombre de chocs par seconde et par mètre carré [#/(s.m^2)].
    Il faut calculer n, celui-ci est proportionnel à v puisque, supposons être très près de la paroi, par unité de temps, le nombre de choc augmente proportionnellement à v. Il en résulte que p est bien proportionnel à (ce que j'avais complètement perdu de vue ).
    Tout a fait. C'est bien la bonne réponse.

    Toutefois Il faut savoir que ceci est vrai seulement dans le cas du gaz parfait pour lequel on considère que les chocs entre molécules sont ponctuels et instantanés. dans ce cas il n'y a pas de corrélations de vitesse entre molécules:

    On a donc

    Dans ce cas contraire la relation entre P et T est plus complexe (voir modèle de Van DerWalls

  12. #40
    zoup1

    Re : Pression ou température ?

    Citation Envoyé par mariposa
    Juste en passant, j'adhère à ce qui précède, simpleemnt pour préciser qu'il ne faut pas confondre et ce dernier est génralement nul (ou plutot c'est la vitesse macroscopique du fluide) et traduit l'isotropie du problème... C'est tout...
    Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.

  13. #41
    spi100

    Re : Pression ou température ?

    Citation Envoyé par pmdec
    Je n'ai pas trouvé de fil sur ce formum traitant de cette question, ni par une recherche (rapide) sur le Net, mais je ne doute pas que la question se soit déjà posée (je ne me souviens pas m'être posée une question qui ne se soit pas avérée déjà posée : je ne suis pas si prétentieux !) Pourriez-vous m'indiquer une piste ou un lien ?
    Sur futura sciences, il y a eu ce fil http://forums.futura-sciences.com/sh...7&page=1&pp=18

    sur la définition de la température.

  14. #42
    pmdec

    Re : Pression ou température ?

    Bonsoir,
    Je reviens faire un tour par ici après quelques jours d'absence.
    Merci à tous les intervenants qui m'ont permis, grâce à leurs posts et à ce qu'ils m'ont conduit à lire, de mieux cerner "l'origine physique" de la pression et de la température d'un gaz.

    Je vais donc, ainsi "armé", pouvoir remettre sur le tapis (!) la question plus "délicate" de la pression générée au sol par le vol d'un "plus lourd que l'air" et qui n'a pas, à mon avis, aboutit à une conclusion partagée dans le fil "Comment se fait-il qu'un avion puisse voler ? (http://forums.futura-sciences.com/sh...ad.php?t=28445).
    Voir donc le fil "Quelle pression un avion en vol induit-il au sol ?"

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