Premier principe de la thermodynamique et stratification

[invite503e3c41]

Bonjour, je me pose une question.

Lorsque l'on mélange 2 volumes d'eau égaux, l'un à 10°, l'autre à 20°, le premier principe nous dit que l'on obtiendra un mélange au bout d'un certain laps de temps à 15°.
Le second principe nous indique que l'inverse n'est pas possible (irréversibilité).

Néanmoins, en prenant en compte le phénomène de stratification qui fait qu'un fluide se sépare en différentes strates car la densité change en fonction de la température, logiquement au bout d'un certain temps la température ne devrait pas être à 15° de manière homogène.

Quelqu'un peut-il m'expliquer pourquoi ce phénomène n'est pas pris en compte et soit en quoi je vais révolutionner la thermo soit en quoi je me trompe lourdement (ce qui est plus vraisemblable!)

Merci
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[obi76]

Bonjour,

si, il le sera, car la chaleur ne se transfere pas que grâce à la convection (auquel cas ce que vous avez dit est juste : au bout d'un moment l'eau à 10°C aurai fini par retomber et l'eau à 20°C à remonter en surface), mais aussi par convection. En supposant avoir initialement un liquide à 20°C au dessus et 10°C en dessous, la chaleur va se diffuser de l'un à l'autre, et finir par rendre l'ensemble à 15°C.

[invite23876543123]

Oui mais on a de l'huile à 20°C et de l'eau à 10°C et que l'huile est versée en premier pour faire le mélange ... il n'y aura pas d'émulsion ni transfert de matière : convection puis conduction

[obi76]

oui, et au final une température homogène quand même...

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Bonjour,

si, il le sera, car la chaleur ne se transfere pas que grâce à la convection (auquel cas ce que vous avez dit est juste : au bout d'un moment l'eau à 10°C aurai fini par retomber et l'eau à 20°C à remonter en surface), mais aussi par convection.

Diffusion plutôt, non ?

@+

[invite503e3c41]

Dans ce cas, par exemple pourquoi dans l'océan ne trouve-t-on pas une température homogène? Et ou serait l'intérêt d'un ballon à stratification si au bout d'un certain laps de temps la température de l'eau s'homogénise (par convection puis conduction je suis ok)

[albanxiii]

Re,

Il ne faut pas perdre de vue que la thermodymanique dont vous parlez est valable entre des états d'équiilbre. Elle s'intéresse aux états initial et final pourvu qu'ils soient des états d'équilibre. En particulier, le temps n'intervient pas dans la description

L'océan s'étudie avec une autre théorie, où le temps peut intervenir, la thermodynamique ou physique statistique hors d'équilibre. Et puis il faut aussi si de la mécanique des fluides. Bref, c'est autre chose.

@+

[invite23876543123]

OUI il y a l'apport d'énergie du Soleil et des tempêtes, donc c'est un système dissipatif (je parle de l'Océan) !

[obi76]

Re,

Diffusion plutôt, non ?

oui...