Travail à l'échelle microscopique qui agit sur l'espacement des niveaux d'énergie ?

[herman]

Bonsoir,

Je ne comprends pas le lien logique entre l'impact du travail sur le volume à l'échelle macroscopique et l'espacement des niveaux d'énergie à niveau microscopique.

Pour la chaleur, ça se comprend aisément car les particules d'un système baisse globalement de niveaux quand on concède de la chaleur et inversement, mais je ne vois pas en quoi l'augmentation d'un volume réduit l'espacement des niveaux d'énergie.

Ce que je crois avoir compris c'est que si le volume diminue, les niveaux se rapprochent et l'énergie devient instable (puisque une particule peut facilement changer de niveau), sauf que ça n'a pas de sens, il n'y a pas de logique.

Conclusion : Je n'ai pas compris, mais quoi ?

Merci d'avance.
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[invite58a61433]

Bonsoir,

Si tu prends une boite cubique de volume V tu peux montrer que les niveaux d'énergie pour une particule dans cette boite s'écrivent :



Du coup on voit que l'espacement entre deux niveaux d'énergie sera proportionnel à . Ainsi si V diminue augmente ce qui entraine que les niveaux d'énergie sont plus espacés et inversement. Comme le travail est associé à une variation du volume du système (penser à ) tu en déduis que le travail est relié à la variation des niveaux d'énergies du système.

Quand tu modifie le volume de la boite tu modifie le potentiel auquel sont soumises les particules de ton système, le système répond en cédant (resp. absorbant) la différence d'énergie qu'il y a entre les anciens niveaux d'énergie et les nouveaux niveaux d'énergie. Mais les particules restent sur les mêmes niveaux d'énergie (i.e repéré pas les mêmes nombres quantiques) cependant ces niveaux n'ont plus la même énergie.

En espérant t'avoir aidé.

[herman]

Oui mais "les espacements entre les niveaux" diminuent, pour moi quantitativement ça ne veut rien dire, excepter si ils se rapprochent tous de 0 ? Dans ce cas ça prendrait tout son sens en effet.

[invite58a61433]

Oui mais "les espacements entre les niveaux" diminuent, pour moi quantitativement ça ne veut rien dire, excepter si ils se rapprochent tous de 0 ?

Pourquoi voudrait tu qu'ils se rapprochent tous de zéro ? (j'essaye de cerner ce qui te pose problème)

[A voir en vidéo sur Futura]

[herman]

Si on cède du travail l'ensemble des niveaux d'énergie se rapprochent de 0 (et donc se ressèrent), ce qui correspond à une augmentation de volume.

Si c'est pas ça alors je ne vois pas ce que veut dire "les niveaux s'espacent", ça ne veut rien dire à part qu'il est plus difficile à une particule de changer de niveau...

[invite58a61433]

Je crois que tu as compris l'essentiel, ce qu'il faut retenir c'est que les niveaux d'énergie changent avec le volume.

Le fait que les niveaux se rapprochent les uns des autres (resp. s'espacent) signifie qu'ils ont une valeur qui va être un peu plus proche de zéro (resp. un peu plus lointaine), ce n'est qu'une autre façon de dire la même chose que toi. Ce qui compte c'est les niveaux avant et après, ce n'est pas tant qu'ils soient espacés ou resserrés.
Maintenant comme tu le dis le fait qu'ils soient plus espacés rend les changements de niveaux plus difficiles.

[herman]

Merci je pense avoir compris.