Energie thermique d'agitation

[invitedc31994f]

Bonjours à tous !

Il m'est passé par la tête une question :

On dit que pour une molécule possédant r degré de liberté son énergie vaut 1/2rkT.
Si je prend un objet et que le l'agite violemment dans tous les sens, la vitesse de ses constituant augmente et diminue au fur et à mesure du mouvement que je lui donne. Est-il possible d'augmenter sa température ainsi ? (en l'absence de frottement avec l'air et en supposant que je ne réchauffe pas l'objet avec mes mains) En fait si je commet une confusion elle viens du fait que 1/2rkT=1/2mv² pour une molécule. Mais v par rapport à quel référentiel ?

Merci d'avance

PF
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[erff]

Bonjour

La température c'est lié à la vitesse désordonnée des molécules : si tu secoues un objet solide, alors tu vas donner une vitesse ordonnées aux molécules (de valeur moyenne non nulle) donc il va être très difficile de l'échauffer...par contre si l'objet est liquide, (une bouteille d'eau) alors oui les écoulements fluides vont finir par donner une vitesse aléatoire aux constituants (on dit que ce sont les frottements qui dissipent l'énergie mécanique), et l'énergie mécanique que tu auras transmise sera finalement convertie en température (il faut être très motivé pour monter de 1° un litre d'eau rien qu'en secouant).

[invitedc31994f]

On merci pour cette réponse rapide (je n'étais pas totalement à coté de la plaque)

[LPFR]

Bonjour.
Je voudrais apporter une nuance à la vitesse désordonnée.
Quand un météorite ou une capsule spatiale rentre dans l'atmosphère, il "voit" des molécules avec des vitesses bien plus élevées que s'il était à l'arrêt. Même si la composante principale des vitesses est presque la même pour toutes les molécules. Donc le choc avec ses molécules se passe comme si le gaz était très chaud. L'objet chauffe.
Même phénomène aux bords d'attaque des ailes des avions supersoniques: ils chauffent.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitedc31994f]

Je voudrais apporter une nuance à la vitesse désordonnée.
Quand un météorite ou une capsule spatiale rentre dans l'atmosphère, il "voit" des molécules avec des vitesses bien plus élevées que s'il était à l'arrêt. Même si la composante principale des vitesses est presque la même pour toutes les molécules. Donc le choc avec ses molécules se passe comme si le gaz était très chaud. L'objet chauffe.
Même phénomène aux bords d'attaque des ailes des avions supersoniques: ils chauffent.

Je suis d'accord. Mais pourriez vous me dire, lorsque j'écris 1/2rkT=1/2mv², la vitesse v est la vitesse d'agitation, si j'ai compris ce qu'on m'a dit en cours c'est par exemple la vitesse des molécules d'un gaz dans une enceinte. Mais ce que je trouve flou c'est que dans le cas général aucun référentiel n'est précisé pour cette vitesse (On m'a toujours dit qu'une vitesse sans référentiel ça n'a pas de sens).

LPFR, j'ai également remarqué que vous donniez des liens de vos cours dans différents sujets du forum. Serait-il possible de se procurer l'intégralité de vos cours ? (j'aime bien la physique )

[erff]

Salut

Le fait d'observer le gaz dans 2 référentiels différents fera que la vitesse moyenne des particules seront différentes dans les 2 cas. Quoiqu'il en soit, cette vitesse moyenne n'intervient pas dans la définition de la température, la grandeur qui importe c'est la variance de la grandeur v (c'est à dire : <v-<v>>², donc en gros, on élimine l'intervention du mouvement des référentiels pour définir la température).

[LPFR]

Je suis d'accord. Mais pourriez vous me dire, lorsque j'écris 1/2rkT=1/2mv², la vitesse v est la vitesse d'agitation, si j'ai compris ce qu'on m'a dit en cours c'est par exemple la vitesse des molécules d'un gaz dans une enceinte. Mais ce que je trouve flou c'est que dans le cas général aucun référentiel n'est précisé pour cette vitesse (On m'a toujours dit qu'une vitesse sans référentiel ça n'a pas de sens).

LPFR, j'ai également remarqué que vous donniez des liens de vos cours dans différents sujets du forum. Serait-il possible de se procurer l'intégralité de vos cours ? (j'aime bien la physique )

Re.
Je suis d'accord avec la remarque de Erff.
Vous pouvez aussi prendre comme référentiel celui du centre de masses du gaz. C'est plus intuitif.
Il faut faire une différence suivant de quelle agitation on parle. S'il s'agit d'un gaz alors vous avez, en moyenne, ½ mv² = ½ kT dans chacune des 3 directions. Ça ne fait pas 1/2rkT=1/2mv².
Mais si vous êtes dans un solide, vous ne connaissez pas la vitesse. Vous savez uniquement que l'énergie des vibrations dans chaque dégrée de liberté est ½ kT
Je vous envoi les liens vers mes cours par message privé.
A+

[invitedc31994f]

Bien bien,

J'ai compris, j'ai péché par manque de rigueur. C'est un truck que j'ai remarqué en physique, on peut tous faire de la physique vite fait (à l'arrache comme on dit) mais quand il faut être rigoureux c'est une autres paires de manches. Quand je dis être rigoureux, c'est savoir quels hypothèses vont avec quelles formules.

Mais pourriez vous me dire, lorsque j'écris 1/2rkT=1/2mv²

erreur fatal d'étourderie, en effet.

Merci pour tout