Pourquoi un gaz s'expanse?
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Pourquoi un gaz s'expanse?



  1. #1
    evrardo

    Pourquoi un gaz s'expanse?


    ------

    Bonjour,

    Voici une petite questions sur la physique des gaz.
    Si vous n'avez pas le temps de répondre, n'hésitez pas à mettre des liens vers des sites où c'est expliqué.

    Pourquoi un gaz s'expanse? Pourquoi est ce que les atomes ou les molécules s'écartent les uns des autres? Pourquoi ils ne s'agglomèrent pas, comme le font par exemple des grains de poussière?

    Merci pour vos explicatios.

    -----
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  2. #2
    LPFR

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Bonjour.
    Les molécules d'un gaz ont une vitesse due à la température qui correspond à une énergie cinétique de 3/2 kT.
    Quand deux molécules entrent en collision, elles rebondissent sans perte d'énergie. Donc, le molécules du "bord" d'une masse gazeuse qui rebondit vers l'extérieur s'éloignent de la masse si les parois d'un récipient ne les contiennent pas. Puis les molécules légèrement plus à l'intérieur rebondissent aussi et s'éloignent à leur tour, et ainsi de suite.

    La force entre molécules très proches est une peu attractive (voir forces de Van der Waals).
    Mais, dans un gaz, cette attraction n'est pas suffisante pour que les molécules restent liées et qu'elles perdent une partie de leur énergie cinétique par un autre processus. Pour que cela arrive, il faut diminuer l'énergie cinétique des molécules en refroidissant le gaz. Dans ce cas les molécules s'agglomèrent et le gaz se condense.
    Au revoir.

  3. #3
    evrardo

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Quand deux molécules entrent en collision, elles rebondissent sans perte d'énergie.
    Bonsoir LPFR, merci pour l'explication.
    Les molécules (et les atomes) rebondissent parce que leur couche extérieure est formée d'électrons négatifs qui se repoussent?
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  4. #4
    LPFR

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Re.
    Oui. En partie. Mais il y a une autre raison, c'est me principe d'exclusion de Pauli qui interdit que deux électrons ayant les mêmes nombres quantiques d'occuper la même région de l'espace.
    A+

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    evrardo

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Bonjour,
    Mais alors ce principe est en contradiction complète avec l'idée du Big Bang où tout était concentré dans un volume très restreint!
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  7. #6
    LPFR

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    Bonjour,
    Mais alors ce principe est en contradiction complète avec l'idée du Big Bang où tout était concentré dans un volume très restreint!
    Bonjour.
    Les conditions au moment du Big-Bang n'ont rien, mails alors, rien à voir avec les conditions dans une bouteille de gaz ni même dans le centre d'une étoile.
    Et pendant la première phase du Big-Bang il n'y avait pas encore des particules. Elles se sont formées plus tard.
    Avec vous connaissances limitées en physique, je vous conseille de laisser tranquille le Big-Bang.
    Au revoir.

  8. #7
    evrardo

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Avec vos connaissances limitées en physique, je vous conseille de laisser tranquille le Big-Bang.
    Oui, vous avez raison. Je reviens au sujet de ma question initiale concernant l'expansion des gaz. Vous dites:
    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Quand deux molécules entrent en collision, elles rebondissent sans perte d'énergie. Donc, le molécules du "bord" d'une masse gazeuse qui rebondit vers l'extérieur s'éloignent de la masse si les parois d'un récipient ne les contiennent pas. Puis les molécules légèrement plus à l'intérieur rebondissent aussi et s'éloignent à leur tour, et ainsi de suite..
    Pourtant il y a des atomes qui s'attirent entre eux pour former des liaisons covalentes. Par exemple H+ et O-.
    Ou alors c'est comme vous l'avez dit, l'attraction entre ces atomes (donc l'attraction pouvant amener à une liaison chimique) n'est pas suffisante pour que les molécules restent liées.

    Merci pour vos explications.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  9. #8
    LPFR

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Re.
    Ça dépend.
    Quand vous mélangez de l'hydrogène et de l'oxygène (du dihydrogène et du dioxygène dans les appellations d'aujourd'hui) à la température ambiante, les chocs entre molécules ne suffissent pas à les briser pour qu'il y a ait la réaction chimique. Il faut que le choc soit plus violent (ce que l'on obtient en chauffant les gaz).
    Par contre, de atomes d'hydrogène entre eux ou avec d'autres atomes, se recombinent pour former des molécules. En dégageant de la chaleur.
    A+

  10. #9
    stefjm

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Bonjour LPFR,
    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Quand deux molécules entrent en collision, elles rebondissent sans perte d'énergie.
    Donc coeff de frottement nul rigoureusement?
    J'ai toujours été étonné de constater que le petit ressemblait au grand pour ce coeff nul.
    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Mais il y a une autre raison, c'est me principe d'exclusion de Pauli qui interdit que deux électrons ayant les mêmes nombres quantiques d'occuper la même région de l'espace.
    D'un autre coté, c'est quoi une région de l'espace? Celle définit par le principe d'indétermination de Heisenberg?

    Cordialement.
    Dernière modification par obi76 ; 17/12/2012 à 09h08. Motif: quote
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  11. #10
    LPFR

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Bonjour Stefjm.
    Je ne sais pas quel sens peut avoir le frottement entre deux molécules. Mais même s'il y en avait, en quoi se convertirait l'énergie dégagée par le frottement autrement qu'en chaleur. Est c'est quoi la chaleur pour les molécules autrement que leur énergie cinétique (translation, rotation, vibration) ? Donc, même s'il y avait quelque chose que vous auriez pu appeler friction le choc serait élastique.

    Pour ce qui est de la région de l'espace pour Pauling, C'est bien au delà de mon domaine. Je pense que quand deux orbitales se rapprochent, le principe d'exclusion modifie la densité de probabilité de trouver l'électron à l'endroit du recouvrement. Autrement dit il modifie la forme de l'orbital, ce qui augmente l'énergie potentielle (car les solutions correspondent aux minimums d'énergie). Donc, la zone n'est pas très précise (pas plus que celle de Heisenberg) mais sans rapport direct avec Heisenberg.
    Mais je répète, je suis loin de mon territoire de chasse.
    Au revoir.

  12. #11
    evrardo

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Excusez moi, je comprends vite mais il faut m'expliquer longtemps...
    Vous dites:
    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Quand vous mélangez de l'hydrogène et de l'oxygène à la température ambiante, les chocs entre molécules ne suffissent pas à les briser pour qu'il y a ait la réaction chimique.
    Mais vous rajoutez:
    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Par contre, des atomes d'hydrogène entre eux ou avec d'autres atomes, se recombinent pour former des molécules. En dégageant de la chaleur.A+
    Quelle est la différence?
    Est ce que dans le premier cas vous parlez du dihydrogène et d'oxygène sous forme gazeuse.
    Dans le deuxième cas vous parlez des atomes d'hydrogène et d'autres atomes, mais isolés dans un gaz?

    Merci.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  13. #12
    LPFR

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Re.
    Oui. Dans un cas il s'agit des molécules (2 tomes) qui sont "peu réactives" comparées à des atomes simples qui tueraient père et mère pour être en couple avec un autre atome (la réaction H+H --> H2 est très exothermique).
    Vous pouvez créer des atomes simples en partant des molécules diatomiques, mais il faut fournir beaucoup d'énergie (chauffer le gaz) et la situation n'est pas stable.
    A+

  14. #13
    evrardo

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Donc certains atomes ont une forte tendance à vouloir s'assembler, alors que ce n'est pas du tout le cas pour des molécules gazeuses.
    Et certaines molécules dans un liquide auront aussi une forte tendance à vouloir s'assembler.

    Merci!
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  15. #14
    stefjm

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Je ne sais pas quel sens peut avoir le frottement entre deux molécules. Mais même s'il y en avait, en quoi se convertirait l'énergie dégagée par le frottement autrement qu'en chaleur. Est c'est quoi la chaleur pour les molécules autrement que leur énergie cinétique (translation, rotation, vibration) ? Donc, même s'il y avait quelque chose que vous auriez pu appeler friction le choc serait élastique.
    Bonsoir,
    Intéressant, cette non perte d'énergie car il n'y a qu'une seule forme possible à cette échelle. Je ne l'avais jamais vu sous cet angle.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  16. #15
    evrardo

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Bonjour,

    voici la suite de ma question:
    Puisque les molécules d'un gaz n'ont aucune tendance à s'agglomérer, comment est ce que les nuages gazeux dans le vide se sont concentrés, puis effondrés pour former les étoiles?
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  17. #16
    Calvert

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Par la force gravitationnel. On peut montrer qu'un nuage de gaz, au-dessous d'une certaine taille pour une masse donnée, s'effondre sur lui même (voir par exemple pour une introduction).
    Pour déclencher le processus, il faut quelque chose pour déstabiliser un nuage initialement stable. Ca peut être l'explosion d'une supernova, l'entrée dans un bras spiral, le front d'ionisation d'une étoile massive proche, ...

  18. #17
    LPFR

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Bonjour.
    Ils sont tenus sur place par les forces de gravitation, comme les gaz de l'atmosphère.
    Au départ ils étaient surement très froids pour rester agglomérés et tenus par les forces de gravitation naissantes, jusqu'à former une masse énorme. Puis ils ont chauffé par la suite avec l'énergie cinétique des atomes ou molécules suivantes attirés par le champ gravitationnel. Jusqu'à ce que la pression et la température au centre soit suffisante pour donner lieu à des réactions de fusion (thermonucléaire).
    Au revoir.

  19. #18
    evrardo

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Citation Envoyé par Calvert Voir le message
    Pour déclencher le processus, il faut quelque chose pour déstabiliser un nuage initialement stable. Ca peut être l'explosion d'une supernova, l'entrée dans un bras spiral, le front d'ionisation d'une étoile massive proche, ...
    Ok pour un univers déjà constitué, mais aux débuts de l'univers, tout ceci n'existait pas.
    Qu'est ce qui aurait pu déclencher cette instabilité?
    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Au départ ils étaient surement très froids pour rester agglomérés et tenus par les forces de gravitation naissantes
    Mais aux débuts, les molécules gazeuses n'étaient pas immobiles, puisque l'explosion du Big Bang leur a conféré une vitesse, dont l'énergie cinétique sera très supérieures aux forces d'attractions moléculaires.
    Le gaz a donc tendance à s'expanser, plus qu'à ce condenser.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  20. #19
    LPFR

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Citation Envoyé par evrardo Voir le message
    ...
    Mais aux débuts, les molécules gazeuses n'étaient pas immobiles, puisque l'explosion du Big Bang leur a conféré une vitesse, dont l'énergie cinétique sera très supérieures aux forces d'attractions moléculaires.
    Le gaz a donc tendance à s'expanser, plus qu'à ce condenser.
    Re.
    Quand les atomes se sont formés (bien après le Big-bang, une fois que la température était descendue suffisamment), même s'ils se sont formés avec des vitesses "d'expansion", ils ont été freinés par les forces gravitationnelles des masses qui étaient encore derrière eux.
    A+

  21. #20
    invite8143fd64

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    salut a toi
    un gaz s'expanse a cause des interactions électromagnétiques entre les atomes qui ont tous une coquille externe négative,
    cette force peut être des milliards de fois plus puissante que la gravité a l'échelle atomique.
    sans cette force tu serai attiré vers le sol mais tu t'enfoncerai aussi de dedans comme si tu était dans de l'eau,en plus tes atome se méllengerai avec l'eau!
    se qui maintien ton corps soudé c'est les liaison atomiques et moléculaires.


    CIAO

  22. #21
    evrardo

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Re.
    Quand les atomes se sont formés (bien après le Big-bang, une fois que la température était descendue suffisamment), même s'ils se sont formés avec des vitesses "d'expansion", ils ont été freinés par les forces gravitationnelles des masses qui étaient encore derrière eux.
    A+
    Ok.
    Merci pour toutes ces explications.
    Au revoir.

    Citation Envoyé par anto600 Voir le message
    un gaz s'expanse a cause des interactions électromagnétiques entre les atomes qui ont tous une coquille externe négative,
    cette force peut être des milliards de fois plus puissante que la gravité a l'échelle atomique.
    sans cette force tu serai attiré vers le sol mais tu t'enfoncerai aussi de dedans comme si tu était dans de l'eau,en plus tes atome se méllengerai avec l'eau!
    se qui maintien ton corps soudé c'est les liaison atomiques et moléculaires.CIAO
    Belle explication! Merci.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.

  23. #22
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Pourquoi un gaz s'expanse?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par anto600 Voir le message
    salut a toi
    un gaz s'expanse a cause des interactions électromagnétiques entre les atomes qui ont tous une coquille externe négative,
    cette force peut être des milliards de fois plus puissante que la gravité a l'échelle atomique.
    sans cette force tu serai attiré vers le sol mais tu t'enfoncerai aussi de dedans comme si tu était dans de l'eau,en plus tes atome se méllengerai avec l'eau!
    se qui maintien ton corps soudé c'est les liaison atomiques et moléculaires.
    C'est à mi-chemin entre le n'importe quoi et le hors-sujet. Attention pour les lecteurs donc !

    @+
    Not only is it not right, it's not even wrong!

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