bois

[invite687e0d2b]

bonjour,
une question que j'aimerais vous poser:
qu'est-ce qui se passe si on réchauffe un morceau de bois à 1000 degrés mais sous vide. nil ne pourra bruler mais que se passera -t-il?
merci
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[inviteae2cd993]

salut,

tu vas détruire la structure chimique de la cellulose et finalement, le bois va s'effriter.
Bien entendu, il faut voir la durée de la mise sous 1000°C.

[invite687e0d2b]

je veux dire que le bois ne restera pas solide très longtemps mais que se passera-t-il? je vois mal le bois à l'état liquide...

[invite687e0d2b]

est-ce que quelqu'un peut me dire comment se fait la sublimation (passage d'un état solide à l'état gazeux sans passer par l'état liquide)? est-ce que çà pouurait avoir un rapport avec le réchauffement du bois?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea3eb043e]

Le bois ne va évidemment ni fondre ni se sublimer, il va se décomposer après que l'eau sera partie.
On obtiendra à la fin du charbon de bois. C'est d'ailleurs ainsi qu'on fabrique ce charbon depuis toujours : des tas de bois couverts de terre auquel on met le feu pendant des jours. Il n'y a pas assez d'air pour tout brûler, alors une partie seulement (le moins possible !) va brûler et le reste donnera le charbon de bois qu'on utilise dans les barbecues.
Mais je ne pense pas que l'on atteigne les 1000 °C.

[invite687e0d2b]

mais le problème n'est pas là... j'aurai pu choisir n'importe quelle matière combustible à la place du bois. par exemple si on chauffe le charbon de bois à 10000 degrés sous vide, il ne pourra pas rester à l'état solide vu qu'il sera trop chaud, mais que se passera-t-il?

[invitef2ea68d7]

Bonsoir,
je n'ai jamais essayé avec du bois, mais comme tu ouvres l'hypothèse de n'importe quel matériau combustible, je prendrai le cas de l'aluminium.
Un morceau d'alu chauffé à 10 000 K (même à 5 000 K) forme un plasma. Il est difficile d'obtenir de telles températures. On observe ce genre de température lors des collisions entre un projectile et une cible à très haute vitesse. A l'endroit du l'impact, l'énergie cinétique est convertie en chaleur. On observe la fusion et la transformation du métal en plasma.

Pour ce qui est de ton morceau de bois, j'ai du mal à imaginer. Je ne connais pas le comportement du carbone à 10 000 K... Sous pression, je sais qu'il forme des cristaux communément appelés diamants...

[invitea3eb043e]

mais le problème n'est pas là... j'aurai pu choisir n'importe quelle matière combustible à la place du bois. par exemple si on chauffe le charbon de bois à 10000 degrés sous vide, il ne pourra pas rester à l'état solide vu qu'il sera trop chaud, mais que se passera-t-il?

A mon avis, il finira par fondre vers les 5000°C.
Pas sûr que cela ait été fait dans cette configuration (on va avoir de sérieux problèmes de confinement sous vide à de telles températures). Je pense que la valeur (trouvée dans un Handbook) résulte plutôt d'un calcul.

[invite7ce6aa19]

Pour ce qui est de ton morceau de bois, j'ai du mal à imaginer. Je ne connais pas le comportement du carbone à 10 000 K... Sous pression, je sais qu'il forme des cristaux communément appelés diamants...

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La forme stable du carbone sous très très haute pression c'est le diamant qui a la même structure que le silicium.
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Si la pression n'est pas trop élevée c'est le graphite qui est la forme stable.
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Le charbon de bois est proche du graphite mais ce n'est pas un corps pur.
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A mon avis si tu portes du bois dans le vide à 10 000K.
tu auras un mélange gaz de CO2 et de méthane CH4. en supposant qu'il y sufffisamment de Carbone par rapport à H2O dans le bois il y aura des poussières de carbone (comme la fumée).

[invité576543]

Le carbone, à pression usuelle, fond vers 3800 K, et se vaporise vers 4300 K, d'après le site "web elements".

L'expérience ne doit pas être trop dure... Le tungstène fond un poil plus tôt, vers 3700 K, et se vaporise vers 5800 K. Pourtant la sublimation est un phénomène observé couramment : une ampoule en sur-tension suffit: le filament de tungstène se sublime et se recondense sur la surface, qui devient gris métallique foncé.

Dans les ampoules à filament de carbone, celui-ci devait fondre ou se sublimer pareil...

Cordialement,

[invité576543]

A mon avis si tu portes du bois dans le vide à 10 000K.
tu auras un mélange gaz de CO2 et de méthane CH4. en supposant qu'il y sufffisamment de Carbone par rapport à H2O dans le bois il y aura des poussières de carbone (comme la fumée).

A 10000 K, il n'y a plus beaucoup de molécules!

Si la température progresse doucement, le bois commencera par distiller vers 300°C, du CO2, CO, H2, CH4, H20, et autre vont constituer le gaz ambiant, il restera du charbon de bois plus ou moins gras, qui va être entièrement "sec" vers 600°C(à vérifier). Le charbon de bois sera solide, il va garder sa forme. Ensuite les molécules vont commencer à se décomposer, le carbone va fondre puis se vaporiser, puis tout ça va faire un plasma d'atomes ionisés...

Cordialement,

[invite687e0d2b]

merci beaucoup pour toutes ces explications, mais je voudrais en savoir un peu plus sur la sublimation.
merci.

[invité576543]

merci beaucoup pour toutes ces explications, mais je voudrais en savoir un peu plus sur la sublimation.
merci.

Précises ta question!

[invite7ce6aa19]

A 10000 K, il n'y a plus beaucoup de molécules!

Si la température progresse doucement, le bois commencera par distiller vers 300°C, du CO2, CO, H2, CH4, H20, et autre vont constituer le gaz ambiant, il restera du charbon de bois plus ou moins gras, qui va être entièrement "sec" vers 600°C(à vérifier). Le charbon de bois sera solide, il va garder sa forme. Ensuite les molécules vont commencer à se décomposer, le carbone va fondre puis se vaporiser, puis tout ça va faire un plasma d'atomes ionisés...

Cordialement,

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D'accord avec quelques nuances.

1- Le carbone ne peut pas rester à l'état atomique , il est beaucoup trop réactif. Comme il a épuisé les associations standards, il ne reste qu'a s'associer avec lui-même.
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S'il forme un ensemble de 4 atomes sous forme de tétraèdre c'est un gros progrès. Il reste toutefois 4 liaisons pendantes qui vont réagir avec l'hydrogène tel que:

C4 + 2.H2 donne tétraèdre à liaison saturée d'hydrogène.
En fait un cluster plus gros mais saturé d'hydrogéné serait meuilleur. Je crois qu'il y aura des clusters de différentes tailles (les gros c'est la fumée).
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2- 10 000 K ça fait 1 eV. Hors l'énergie de ionisation des espèces précedentes est bien plus grande que 1 eV (entre 4 et 10 eV) donc un aura une fraction faible de molécules ionisé décrit par la loi de dissociaion:
.
. Vaguement le rapport sera en exp (- Ei/k.T) où Ei est une énergie de ïonisation.

[invite687e0d2b]

Précises ta question!

je voudrais savoir comment se produit la sublimation? quels sont les conditions nécessaires pour qu'elle se réalise? quels sont les éléments qui peuvent "procéder" à la sublimation?
merci

[invite8915d466]

c'est un peu plus compliqué que ça, ça dépend de la pression. Dans les atmosphères d'étoiles à 10 000 K (parmi les plus chaudes, type A) la plupart des éléments sont ionisés (et bien sûr sous forme atomiques). Les molécules n'existent plus au dessus de 1500 à 2000 K environ.
Pour Stein, la sublimation n'est pas différente en principe de la vaporisation d'un liquide, le corps solide passe directement sous forme vapeur. Par exemple de la naphtaline (ou l'antimite moderne, un composé chloré je crois), ou des paillettes d'iode se subliment directement sans fondre quand on les chauffe (attention quand même c'est un peu toxique !)

[invite687e0d2b]

c'est un peu plus compliqué que ça, ça dépend de la pression. Dans les atmosphères d'étoiles à 10 000 K (parmi les plus chaudes, type A) la plupart des éléments sont ionisés (et bien sûr sous forme atomiques). Les molécules n'existent plus au dessus de 1500 à 2000 K environ.
Pour Stein, la sublimation n'est pas différente en principe de la vaporisation d'un liquide, le corps solide passe directement sous forme vapeur. Par exemple de la naphtaline (ou l'antimite moderne, un composé chloré je crois), ou des paillettes d'iode se subliment directement sans fondre quand on les chauffe (attention quand même c'est un peu toxique !)

oui je çà je le savais mais ce que je voulais savoir c'était pourquoi certains matériaux se subliment tandis que d'autres non? comment expliqué çà à l'échelle des atomes?

[invite8915d466]

CA vient de la thermodynamique. Le système occupe l'état le plus stable, qui est mesuré par une fonction thermodynamique, l'enthalpie libre, qu'il cherche à minimiser (qui tient compte à la fois de l'énergie interne et de l'entropie, le système cherche à faire un compromis entre une énergie minimale et une entropie maximale).
A certaines pressions, la forme liquide n'est jamais la plus stable. Son enthalpie libre est toujours supérieure soit au solide, soit au gaz. Sous d'autres pressions, la forme la plus stable est dans l'ordre (T croissant) solide-> liquide-> gaz. Suivant les cas, on observera donc seulement la sublimation, ou le passage intermédiaire par le liquide.

[invite687e0d2b]

CA vient de la thermodynamique. Le système occupe l'état le plus stable, qui est mesuré par une fonction thermodynamique, l'enthalpie libre, qu'il cherche à minimiser (qui tient compte à la fois de l'énergie interne et de l'entropie, le système cherche à faire un compromis entre une énergie minimale et une entropie maximale).
A certaines pressions, la forme liquide n'est jamais la plus stable. Son enthalpie libre est toujours supérieure soit au solide, soit au gaz. Sous d'autres pressions, la forme la plus stable est dans l'ordre (T croissant) solide-> liquide-> gaz. Suivant les cas, on observera donc seulement la sublimation, ou le passage intermédiaire par le liquide.

ok merci je commence à comprendre...
merci à tous