T=0K énergie et entropie

[verdae31]

Bonjour,

Lorsque je regarde un solide à T=300K, imaginons que celui-ci soit constitué uniquement d'un même type d'atome, les atomes qui le constituent sont animés de mouvement de rotation,vibration et translation.
Si j'arrive à abaisser la température à 0K, l'entropie de ce corps sera nulle mais les atomes possèdent j'imagine toujours leurs mouvements : rotation,vibration et translation ou bien y-a-t-il des mouvements qui n'existent plus ?
Pour moi c'est l'amplitude de ces mouvements que modifie l'abaissement de la température.

Suis-je dans le vrai ?

Merci
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[invite251213]

Bonjour,
Si j'arrive à abaisser la température à 0K, l'entropie de ce corps sera nulle mais les atomes possèdent j'imagine toujours leurs mouvements : rotation,vibration et translation ou bien y-a-t-il des mouvements qui n'existent plus ?
Merci

Bonjour .

En effet , même au zéro absolu , aucune particule n'est immobile .

C'est dut aux inégalité d'heisenberg .
Si une particule est immobile , l'incertitude sur sa quantité de mouvement et sa position seraient nulles .
Or les inégalité d'heisenberg nous disent que le produit de ces deux incertitude doit être égal à la constante de planck divisée par deux , et ne peut être nulle .
Conclusion : impossible qu'une particule soit immobile .

[mariposa]

Bonjour,

Lorsque je regarde un solide à T=300K, imaginons que celui-ci soit constitué uniquement d'un même type d'atome, les atomes qui le constituent sont animés de mouvement de rotation,vibration et translation.
Si j'arrive à abaisser la température à 0K, l'entropie de ce corps sera nulle mais les atomes possèdent j'imagine toujours leurs mouvements : rotation,vibration et translation ou bien y-a-t-il des mouvements qui n'existent plus ?
Pour moi c'est l'amplitude de ces mouvements que modifie l'abaissement de la température.

Suis-je dans le vrai ?

Merci

a OK Il existe pour l'énergie E de l'état fondamental une seule configuration (a une dégénérescence près)

Donc S = k.ln W

Avec W= 1 on a S=0

[tempsreel1]

a OK Il existe pour l'énergie E de l'état fondamental une seule configuration (a une dégénérescence près)

Donc S = k.ln W

Avec W= 1 on a S=0

cela signifie t-il que tous les atomes (fermions et/ou bosons) sont sur le meme niveau d'energie mais que ce niveau n'est pas nul ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[mariposa]

cela signifie t-il que tous les atomes (fermions et/ou bosons) sont sur le meme niveau d'energie mais que ce niveau n'est pas nul ?

Pas tout à fait. Cela veut dire que l'ensemble de toutes les particules en interaction ont pour énergie totale une énergie E° qui ne peut-être réalisée que pour une seule configuration.

Par exemple un système de fermions indépendants occupent tous les états jusqu'au niveau de Fermi. Ceci correspond à une seule configuration pour une énergie totale E°= Somme ek avec k varie de 0 à Ef.

Par contre pour une température T différente de zéro il existe plusieurs configurations réalisant une même énergie totale E. C'est pourquoi S augmente avec la température.

[invite21126052]

Et si je ne me trompe pas, c'est d'ailleurs en raison du principe d'incertitude qu'on ne considère pas que l'état spatial d'une particule donnée soit ponctuel, mais qu'au contraire elle peut occuper un certain domaine spatial (position et impulsion, dans l'espace des phases) dont le produit est de l'ordre de la constante de Planck.

Autrement dit, la résolution spatiale d'un état n'est pas infinie, la particule a une (toute petite!) liberté de "mouvement" autour de son point d'équilibre : on ne considèrera pas pour autant qu'elle a changé d'état.