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D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température ambiante



  1. #1
    benoit33

    D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température ambiante


    ------

    Bonjour à tous,

    La question que je me suis posé récemment est d'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température ambiante?

    Exemple: Une planche de bois à coté d'une plaque de métal sera plus chaude au touché alors que les 2 sont exposés à la même température ambiante.

    Autre exemple: tapisserie et carrelage

    Est-ce que quelqu'un pourrait m'expliquer ce phénomène ou m'indiquer où je trouverais l'explication.

    Merci d'avance pour vos réponses

    Cordialement


    PS: Vous pouvez aidez la recherche scientifique en prêtant le temps de calcul inutilisé de votre ordinateur. Plus d' info sur le site de la World Community Grid

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  4. #2
    LPFR

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Bonjour.
    En réalité les objets sont (sauf cas particuliers) à la même température. Ce qui est différent est ce que vous ressentez comme chaud ou froid.

    La température de votre peau est à environ 30° C. Si vous touchez des objets qui sont à 23°C ils apparaîtront plus froids car ils refroidissent votre peau. Les bons conducteurs apparaitront plus froids que les mauvais conducteurs.
    Et si vous touchez un bon isolant thermique, comme un objet en polystyrène expansé vous le sentirez carrément chaud, car il isole votre peau de l'air et faut augmenter sa température à 37°C.
    Au revoir.

  5. #3
    benoit33

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Bonsoir,


    Merci beaucoup pour la réponse.

    Mais quand vous précisez "(sauf cas particuliers)" à quels genres de cas particuliers pensez-vous?

    Au revoir

  6. #4
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Citation Envoyé par benoit33 Voir le message
    Bonsoir,


    Merci beaucoup pour la réponse.

    Mais quand vous précisez "(sauf cas particuliers)" à quels genres de cas particuliers pensez-vous?

    Au revoir
    Bonjour
    Par exemple un objet noir et un objet blanc exposés au soleil; ils pourront avoir des températures différentes.
    Un autre exemple: Un morceau de bois vert sera plus froid au toucher qu'un morceau de bois sec, surtout lorsqu'il est raboté; avec l'habitude on peut savoir si le bois est bien sec de cette façon.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    Bonjour
    Par exemple un objet noir et un objet blanc exposés au soleil; ils pourront avoir des températures différentes.
    Un autre exemple: Un morceau de bois vert sera plus froid au toucher qu'un morceau de bois sec, surtout lorsqu'il est raboté; avec l'habitude on peut savoir si le bois est bien sec de cette façon.
    D'accord pour le cas blanc/noir, mais pour le cas du bois vert/bois sec, c'est à nouveau une histoire de conductivité thermique (le bois vert contient plus d'eau donc est meilleurs conducteur de chaleur).

    a+
    Parcours Etranges

  9. #6
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Non, c'est une histoire de température.
    mais je te laisses chercher toi même pour quelle raison
    Dernière modification par invite2313209787891133 ; 04/07/2010 à 00h42.

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  11. #7
    legyptien

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    En réalité les objets sont (sauf cas particuliers) à la même température. Ce qui est différent est ce que vous ressentez comme chaud ou froid.
    Bon ok je prends note.

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Les bons conducteurs apparaitront plus froids que les mauvais conducteurs.
    Bon alors si les objets sont à la même température (1ere citation) comment "Les bons conducteurs apparaitront plus froids que les mauvais conducteurs" ? cela veut dire qu ils sont à des températures différentes l'une de l'autre .

    y a pas contradiction entre les 2 citations ?

    merci
    Dernière modification par legyptien ; 04/07/2010 à 05h48.

  12. #8
    LPFR

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Citation Envoyé par legyptien Voir le message
    Bon ok je prends note.



    Bon alors si les objets sont à la même température (1ere citation) comment "Les bons conducteurs apparaitront plus froids que les mauvais conducteurs" ? cela veut dire qu ils sont à des températures différentes l'une de l'autre .

    y a pas contradiction entre les 2 citations ?

    merci
    Bonjour.
    Non. Relisez le post #2.
    Un objet plus froid que votre peau la refroidit. Et il la refroidit d'autant plus qu'il est bon conducteur. À température égale, les objets plus conducteurs et plus froids que votre peau, sembleront plus froids.

    Même chose pour les objets plus chauds que votre peau. À température égale, les objets plus conducteurs et plus chauds que votre peau sembleront plus chauds.
    Au revoir.

  13. #9
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    Non, c'est une histoire de température.
    mais je te laisses chercher toi même pour quelle raison
    Vu que personne n'a l'air de vouloir chercher l'explication je la donne: Le bois vert contient environ 40% d'eau; le bois sec en équilibre avec une atmosphère "standard" en contient environ 10%.

    Effectivement la conductivité du bois vert est plus grande, mais la température est également plus basse en raison de l'évaporation de cette eau qui absorbe de l'énergie, de la même façon que la bouteille que l'on entoure d'un chiffon mouillé pour la rafraichir. On peut ainsi mesurer 4 ou 5 degrés de différence avec l'ambiant, ce qui est suffisant pour le sentir au toucher.

  14. #10
    apzo11

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Bonjour,
    J'y crois pas trop.
    Un morceau de bois passe de 40% d'humidité à 10 % en plusieurs mois, donc je ne pense pas que cette évaporation puisse provoquer une baisse de température palpable.
    apzo11

  15. #11
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Citation Envoyé par apzo11 Voir le message
    Bonjour,
    J'y crois pas trop.
    Un morceau de bois passe de 40% d'humidité à 10 % en plusieurs mois, donc je ne pense pas que cette évaporation puisse provoquer une baisse de température palpable.
    apzo11
    Pas tout à fait; dans le "métier" on considère qu'un morceau de bois sèche de 1cm par an.
    En réalité le séchage est lié à la température ambiante et la nature du bois. De plus ce séchage ne s'effectue pas à vitesse constante.
    Un morceau de bois vert fraichement raboté va passer de 40% à 20/25% en quelques heures sur quelques mm d'épaisseur. Par la suite l'humidité descendra beaucoup plus lentement, car elle migrera du centre du morceau de bois, mais la différence de température avec l'ambiant peut se mesurer significativement pendant plusieurs jours.

    Tenter d'intervenir sur une discussion est louable, mais quand cette tentative ne s'accompagne pas d'un minimum de connaissance sur le sujet l'intervention n'est pas forcément pertinente.

    J'ajouterai que "croire" n'est pas suffisant si on veux être pris au sérieux, il faut des faits.

  16. #12
    apzo11

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Salut dudulle,
    J'y crois : veut dire pas sûr, et je te remercie des précisions que tu as apporté, qui me semble étaient indispensables pour comprendre ce que tu affirmais.
    Que tu trouves mon intervention non pertinente, je dirai que c'est ton problème. Maintenant je ne pense pas que demander quelques précisions soit "hors charte".
    De plus ce que j'ai écris n'était pas faux.
    Et je me permets une remarque concernant le rabotage: je ne savais pas qu'un morceau de bois pouvait être raboté vert.
    apzo11

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  18. #13
    legyptien

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    Non. Relisez le post #2.
    Un objet plus froid que votre peau la refroidit. Et il la refroidit d'autant plus qu'il est bon conducteur. À température égale, les objets plus conducteurs et plus froids que votre peau, sembleront plus froids.

    Même chose pour les objets plus chauds que votre peau. À température égale, les objets plus conducteurs et plus chauds que votre peau sembleront plus chauds.
    Au revoir.
    oui j'ai lu trop vite. En fait les flux de chaleurs tranversants mes doigts quand je touche les 2 objets seront différents à cause de la conductivité des objets qui est différentes.

    1) Ca veut dire que si je mets un thermomètre (ou n'importe quel appareil de mesure autre que mes doigts), il indiquera la même temperature pour les 2 objets ?

    2) Cette histoire de bois montrent qu'il peut exister comme 4 ou 5 degrées de différences entre certains objets. C'est les cas particuliers que vous citiez ?

    Merci

  19. #14
    LPFR

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Citation Envoyé par legyptien Voir le message
    oui j'ai lu trop vite. En fait les flux de chaleurs tranversants mes doigts quand je touche les 2 objets seront différents à cause de la conductivité des objets qui est différentes.

    1) Ca veut dire que si je mets un thermomètre (ou n'importe quel appareil de mesure autre que mes doigts), il indiquera la même temperature pour les 2 objets ?

    2) Cette histoire de bois montrent qu'il peut exister comme 4 ou 5 degrées de différences entre certains objets. C'est les cas particuliers que vous citiez ?

    Merci
    Re.
    Oui, la question originale portait sur des objets dans la même situation (et à la même température) que l'on trouvait plus chauds ou froids.
    Mais avec un thermomètre, qui n'est pas chauffé de l'intérieur comme notre peau, on trouverait la même température.
    Mais dans certains cas, notamment des objets mouillés ou des objets au soleil, des objets peuvent trouver l'équilibre à des températures différentes.

    Pour ce qui est la querelle sur le bois, je ne participe pas. Elle me semble un peu fumeuse.

    A+

  20. #15
    apzo11

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Bonsoir,
    Pour donner une précision: en mettant un thermomètre (très fin) entre un doigt et le morceau de bois et ensuite faire la même mesure entre un doigt et un morceau de fer on pourrait trouver une différence de température.
    apzo11

  21. #16
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Citation Envoyé par apzo11 Voir le message
    Salut dudulle,
    J'y crois : veut dire pas sûr, et je te remercie des précisions que tu as apporté, qui me semble étaient indispensables pour comprendre ce que tu affirmais.
    Que tu trouves mon intervention non pertinente, je dirai que c'est ton problème. Maintenant je ne pense pas que demander quelques précisions soit "hors charte".
    De plus ce que j'ai écris n'était pas faux.
    Et je me permets une remarque concernant le rabotage: je ne savais pas qu'un morceau de bois pouvait être raboté vert.
    apzo11
    Pertinent signifie "approprié"; la question pourrait être pertinente, mais pas l'affirmation si tu n'es pas sûr.

    Pour ce qui est du bois vert il n'est en effet pas très conseillé de le raboter tel quel, car l'état de surface est moins beau et en séchant il se déformera de toute façon, mais c'est faisable, et même utile dans certains conditions.

    Pour ce qui est la querelle sur le bois, je ne participe pas. Elle me semble un peu fumeuse.
    Qu'est ce qui te semble fumeux ?

  22. #17
    chez_bob

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Il y a aussi la capacité thermique massique du matériaux qui pourrais apporter un élément de réponse.
    Pour élevé de 1 degrés la température d'un gramme d'eau, il faut plus de chaleur que pour augmenter de 1 degrés la température d'un gramme de cuivre, donc a même température, l'eau contien plus chaleur (joule).
    Si on combine cela a ce que l'on appelle la conductivité thermique, une réponse se dessine...
    "-Est-ce un Hold-up? -Non, c'est une expérience scientifique!" (Emmet Brown)

  23. #18
    Jackyzgood

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    C'est effectivement ça, on appel ce phénomène l'éffusivité thermique :

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Effusivit%C3%A9_thermique
    si c'est idiot mais que ca marche, c'est que ce n'est pas idiot

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  25. #19
    apzo11

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Bonjour,
    Ce qui permet de dire que l'effusivité d'un bois sec est différent d'un bois humide et que la différence de sensation est plutôt lié à ce phénomène qu'à un phénomène d'évaporation.
    apzo11

  26. #20
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Je n'ai jamais parlé de sensation mais de température; de façon à répondre à la question de l'auteur :
    Mais quand vous précisez "(sauf cas particuliers)" à quels genres de cas particuliers pensez-vous?
    L'effusivité d'un bois sec est différente de celle d'un bois humide, mais leur température de surface est différente pour la raison que j'ai mentionnée.

  27. #21
    apzo11

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Si tu remplaces "température" par "sensation de température" dans la question originale tu ne modifies aucunement le sens de la question.
    Que l'évaporation de l'eau contenue dans le bois provoque une diminution de température; d'accord.
    Les questions qui me viennent à l'esprit sont:
    Quel est la valeur de cette variation?
    Est-elle mesurable au toucher?

    apzo11

  28. #22
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Si on commence à remplacer des termes dans la question de l'auteur on peut lui faire dire n'importe quoi. Je ne m'étendrai pas sur le procédé, je dirais simplement qu'il n'est pas des plus honnête.

    Quel est la valeur de cette variation?
    Est-elle mesurable au toucher?
    Je suis content que tu pose la question, car j'ai mis du temps pour chercher une équivalence. Pour la petite histoire je travaille beaucoup le bois, c'est même un de mes passe temps favori, et je n'ai jamais eu confiance dans les humidimètres 1er prix (et je n'ai pas forcément envie de dépenser une fortune pour un capacitif). J'ai donc cherché une équivalence entre la température à l'équilibre et l'humidité.

    Très approximativement on a humidité = (Dt bois / Dt bulbe humide)*0.4 + 0.1
    Dt bois est la différence de température en l'ambiant et la surface du bois, Dt bulbe humide la différence de température correspondant au bulbe humide.

    Par exemple un morceau de bois à 35% d'humidité à 25°C avec une hygrométrie de l'air de 30% aura une température de surface d'environ 18°C
    Un morceau de bois à 15% d'humidité à 20°C avec 50% d'hygrométrie de l'air sera environ à 19.3°C.

    Comme on peut le voir la différence de température dépend des conditions et de l'humidité du bois ; avec un bois bien humide on peut percevoir une nette différence.

  29. #23
    M131

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Bonjour, une question un peu a coté mais dans la même idée

    On a compris pourquoi on percevais une différence de température entre les objets, mais quant est il entre 2 personnes? On peu remarquer que certaine personne sont chaude ou froide au touché, d'où viens cette différence?

    Merci d'avance.

  30. #24
    LPFR

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Citation Envoyé par M131 Voir le message
    Bonjour, une question un peu a coté mais dans la même idée

    On a compris pourquoi on percevais une différence de température entre les objets, mais quant est il entre 2 personnes? On peu remarquer que certaine personne sont chaude ou froide au touché, d'où viens cette différence?

    Merci d'avance.
    Bonjour et bienvenu au forum.
    Bien que ce soit plutôt une question de physiologie que de physique, je vous donne mon opinion.
    La température corporal interne tourne toujours autour de 37°C. Le corps régule les pertes thermiques de la peau pour maintenir cette température qui pourrait changer comme conséquences des changements du métabolisme (dissipation d'énergie de l'organisme).
    Quand quelqu'un produit "peu" d'énergie (il dort en cours, par exemple), le corps diminue la température de la peau et la transpiration pour diminuer les pertes. Il fait cela, entre autres en faisant une vasoconstriction au niveau de la peau.
    Au contraire, si la personne fait de l'exercice physique, le corps brule d'avantage du combustible et sa température augmente. Pour compenser, il y a une vasodilatation au niveau de la peau et une augmentation de la transpiration pour favoriser la dissipation d'énergie vers l'air.
    Quelqu'un avec la peau froide trouvera chaude la peau de celui qui fait de l'exercice, et vice-versa.
    Cette fois ce n'est pas une impression. La peau est effectivement plus froide ou plus chaude. On doit pouvoir le mesurer avec un thermomètre IR ou avec une caméra thermique.
    Au revoir.

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  32. #25
    Mandor

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Bonsoir,

    Je crois savoir que la qualité du réseau veineux à son importance. En effet, certaines personnes ont une circulation veineuse moins importante sur certaines parties du corps qui empêche celui-ci de se réchauffer. Elles auront donc les mains froides car moins de sang y circule.

  33. #26
    pcpc

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Bonsoir à tous, je rebondis sur la question initiale posée car j'aurais besoin de certains éclaircissements.
    Si on laisse 2 objets au soleil pendant la même durée, pourquoi dit-on que leur T est la même ? après tout, la T est directement liée à l’agitation thermique donc pourquoi des molécules différentes bougeraient de la même façon alors que par exemple, elles n’ont pas la même masse ?
    De la même façon, si on prend un métal et un morceau de bois laissés au soleil, dans le bois, les atomes sont en mouvement et vibrent autour de leur position d’équilibre mais dans le métal on a en plus le mouvement des électrons donc pourquoi la T est-elle forcément la même ? J’ai du mal à y voir clair dans tout cela...

  34. #27
    LPFR

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Citation Envoyé par pcpc Voir le message
    Bonsoir à tous, je rebondis sur la question initiale posée car j'aurais besoin de certains éclaircissements.
    Si on laisse 2 objets au soleil pendant la même durée, pourquoi dit-on que leur T est la même ? après tout, la T est directement liée à l’agitation thermique donc pourquoi des molécules différentes bougeraient de la même façon alors que par exemple, elles n’ont pas la même masse ?
    De la même façon, si on prend un métal et un morceau de bois laissés au soleil, dans le bois, les atomes sont en mouvement et vibrent autour de leur position d’équilibre mais dans le métal on a en plus le mouvement des électrons donc pourquoi la T est-elle forcément la même ? J’ai du mal à y voir clair dans tout cela...
    Bonjour.
    La température d'équilibre d'un objet soumis à un rayonnement est celle qui fait que la puissance absorbée (qui ne dépend pas de la température) est égale à la puissance rayonnée (qui dépend de la température).
    L'absorption du rayonnement n'est pas totale, sauf pour les corps noirs (d'où leur nom). Elle dépend d'un facteur qui est "l'émissivité" (égal à 1 pour les corps noirs, et plus faible pour les autres).

    La puissance émise par un corps dépend de la température suivant la loi de Stefan-Boltzmann, mais multiplié par un coefficient "l'émissivité" (la même que pour l'absorption) pour les corps non noirs.

    Si ce coefficient est à peu près constant pour toutes les longueurs d'onde, alors la température d'équilibre ne dépend pas de l'émissivité.

    Dans la réalité, l'émissivité dépend plus ou moins de la longueur d'onde et la température d'équilibre ne sera pas tout à fait la même. Par exemple, pour des objets aux températures proches de l'ambiante, l'émission se fait dans l'infrarouge. Donc, pour deux objets dont un est "noir" en infrarouge et l'autre "blanc", ce dernier sera plus chaud que l'autre.

    Dans le bilan énergétique il faut aussi compter avec la convection. Mais elle ne dépend pas de l'émissivité de l'objet.
    Au revoir.

  35. #28
    pcpc

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Bonjour, concernant l'émissivité, elle dépend bien de la nature du corps qui absorbe le rayonnement donc pour 2 corps différents soumis au même rayonnement, pourquoi a-t-on la même T ou alors on suppose que l'émissivité est voisine (hypothèse bancale !!) ?
    Comment le voir d'un point de vue microscopique concernant une l'agitation thermique pour 2 corps de nature différente à la même T ?

  36. #29
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Citation Envoyé par pcpc Voir le message
    Bonjour, concernant l'émissivité, elle dépend bien de la nature du corps qui absorbe le rayonnement donc pour 2 corps différents soumis au même rayonnement, pourquoi a-t-on la même T ou alors on suppose que l'émissivité est voisine (hypothèse bancale !!) ?
    Comment le voir d'un point de vue microscopique concernant une l'agitation thermique pour 2 corps de nature différente à la même T ?
    Non, la température d'équilibre n'est pas la même.

  37. #30
    pcpc

    Re : D'où vient la différence des températures entre des matériaux exposés à la même température amb

    Donc c'est une approximation quand on dit qu'un métal et un morceau de bois ont la même T s'ils sont laissés le même temps au soleil ?

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