Second principe

[invitea461bbbc]

Bonjour

Dans tous les cours de thermodynamique et de chimie physique, on présente l'expérience de la détente de Joules. Avec la représentation graphique que vous trouverez dans les annexes.
Un gaz est contenu dans une enceinte. Une autre enceinte est vide.
On ouvre une vanne entre les deux.
Les conclusions de la thermodynamique sont les suivantes. Le gaz se répand dans tout le volume disponible. Il n'y a pas d'échange d'énergie avec le milieu extérieur.
Bien sur.

Pourtant, avant d'ouvrir la vanne, le système est en équilibre. Le gaz exerce sa pression sur toute la surface de la première enceinte. Quand on ouvre la vanne, il ne l'exerce plus sa pression sur la surface de la vanne (c'est plus facile si on considère un tube fermé à ses deux extrémités et muni d'une vanne en son centre) et le tube recule.

Vous trouverez en annexe la réponse de l'Académie des sciences. Elle date de 2002.............

Luc Benoit
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[phys4]

Si vous considérez un tube séparé en deux parties et une ouverture brutale de la vanne, il y aura un déplacement du tube par réaction pendant la phase de détente du gaz.

Lorsque le gaz atteint la paroi opposée, l'impulsion acquise par le gaz neutralise celle du tube et le tube s'immobilise (conservation de l'impulsion)

Avec un tube très léger, vous pouvez récupérer une partie de l'énergie disponible, dans ce cas le gaz sera légèrement refroidi après la détente.

[LPFR]

Bonjour.
On ne sait pas à quels raisonnements répond la lettre de l'Académie.
Mais je fais totalement confiance aux connaissances de ses membres. S'ils vous ont dit (très poliment) que votre publication ne vaut rien, ils ont surement raison.

Et notez bien que ce forum n'est pas fait pour que vous fassiez par de vos théories personnelles. Mais vous avez sans doute déjà lu la charte de FuturaSciences.

Les deux expériences que vous mentionnez sont très bien connues et elles ont été largement discutées dans leur temps. La probabilité qu'un particulier puisse trouve un faille dans le raisonnement de centaines de milliers de scientifiques est plutôt négligeable.
Au revoir.

[Amanuensis]

Avec un tube très léger, vous pouvez récupérer une partie de l'énergie disponible

Comment ?....

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

et le tube recule.

C'est évident, puisque c'est le centre de masse qui est immobile. La répartition du gaz étant différente, son centre de masse s'est légèrement déplacé, et donc l'ensemble du dispositif aura légèrement changé de position. Aucun travail n'a été effectué, un changement de position (hors toute interaction externe) n'amène pas de changement d'énergie.

Où est le problème ?

[phys4]

Comment ?....

Si le tube est léger, il aura un mouvement de recul, donc transformation d'une partie de l'énergie du qaz en énergie cinétique du tube,
Lorsque le gaz atteindra l'autre extrémité, il récupéra l'énergie fournie et le tube s’arrêtera.

Pour récupérer une partie de l'énergie il faut supposer le tube animé d'un mouvement sinusoïdal rapide.
Au maximum de vitesse (coté du gaz) la vanne est ouverte, le travail de la pression fourni alors un travail au mouvement.
La demi période doit alors correspondre au temps mis par le gaz pour atteindre l'autre paroi. Dans ce cas au lieu de restituer l'énergie fournie, la paroi recule devant l'onde de choc qui fournit une énergie complémentaire. Au total la détente n'est pas alors du type Joule Thomson et le gaz peut perdre plusieurs degrés.

Cela n'en fait pas une machine à cycle ouvert rentable.

[Amanuensis]

Si le tube est léger, il aura un mouvement de recul, donc transformation d'une partie de l'énergie du qaz en énergie cinétique du tube,
Lorsque le gaz atteindra l'autre extrémité, il récupéra l'énergie fournie et le tube s’arrêtera.

J'avais compris. Mais comment proposez-vous de récupérer de l'énergie ?

[LPFR]

Bonjour.
Sur le principe, c'est simple: un ressort fixé au récipient avec un cliquet et on récupère l'énergie sous forme d'énergie élastique.
Au revoir.

[curieuxdenature]

Bonjour

voilà un sérieux espoir de relancer l'industrie des ressort et cliquets.

N'importe quel écolier est en mesure de se demander comment va se passer la réinitialisation du tube...
Comment on refait le vide d'un côté et le plein de l'autre ?
Coût global énergétique de l'opération ?
Bénéfice net ?

On dirait qu'il y a un regain de professeurs Nimbus en ce moment, toujours aussi peu enclins à évaluer les proportions et le rendement de ce qu'ils imaginent.

[LPFR]

Bonjour

voilà un sérieux espoir de relancer l'industrie des ressort et cliquets.

N'importe quel écolier est en mesure de se demander comment va se passer la réinitialisation du tube...
Comment on refait le vide d'un côté et le plein de l'autre ?
Coût global énergétique de l'opération ?
Bénéfice net ?

On dirait qu'il y a un regain de professeurs Nimbus en ce moment, toujours aussi peu enclins à évaluer les proportions et le rendement de ce qu'ils imaginent.

Re.
Relisez les messages précédents. Cela vous évitera de prendre les autres pour des imbéciles.
Il s'agit de récupérer d l'énergie une fois.
A+

[obi76]

Bonjour,

en supposant que l'on récupère de l'énergie lors du déplacement du tube, dans ce cas l'énergie récupérée entraînera bien une baisse de température du gaz.

Ca peut se concevoir assez facilement. Imaginons que lors de l'ouverture de la vanne toutes les molécules qui passent par elle ont la même vitesse (approximation certes, mais c'est pour mieux voir le raisonnement).

Dans ce cas, la vitesse relative de ces molécules lorsqu'elles passe la vanne ne sera pas la même que quand elle toucheront le bord (anciennement vide) du tube. Lorsqu'on ne récupérait pas de l'énergie du tube, c'était le cas. La mise à l'équilibre du gaz (en terme de vitesses je parle) va donc se faire avec une vitesse moyenne des molécules plus faible, puisque le mur arrive plus lentement sur celles-ci. La température finale en sera donc d'autant plus basse que cette différence de vitesse relative molécules/vanne et molécules/mur (i.e. énergie prélevée) est grande.

[phys4]

J'avais compris. Mais comment proposez-vous de récupérer de l'énergie ?

La première partie de la réponse, donne le cas simple sans récupération d'énergie.
La seconde donne un exemple simple de récupération d'énergie.

Pour récupérer une partie de l'énergie il faut supposer le tube animé d'un mouvement sinusoïdal rapide.
Au maximum de vitesse (coté du gaz) la vanne est ouverte, le travail de la pression fourni alors un travail au mouvement.
La demi période doit alors correspondre au temps mis par le gaz pour atteindre l'autre paroi. Dans ce cas au lieu de restituer l'énergie fournie, la paroi recule devant l'onde de choc qui fournit une énergie complémentaire. Au total la détente n'est pas alors du type Joule Thomson et le gaz peut perdre plusieurs degrés.

Cela n'en fait pas une machine à cycle ouvert rentable.

[curieuxdenature]

Re.
Relisez les messages précédents. Cela vous évitera de prendre les autres pour des imbéciles.
Il s'agit de récupérer d l'énergie une fois.
A+

Bonjour LPFR

j'ai le sens pratique et je me demande à quoi servirait une expérience où on ne récupère l'énergie qu'une seule fois sans s'occuper du bilan global si ça se reproduit ?