Incandescence

[franklin.]

bonjour,
ma question est je pense assez compliquée.
Je voudrais comprendre le phénomène d'incandescence. vous me pardonnerez j'espère mes approximations étant donné que je n'ai pas trouvé d'explication vraiment claires sur wikipedia.
Que se passe t'il vraiment au sein de la matière lorsque une bougie est allumée ? je suppose qu' une partie de la matière est "transformée" en énergie émise sous forme de photons, mais quelle partie de la matière est "transformée"( mais déjà n'est ce pas une erreur de penser que la matière est transformée en énergie??) ? Que se passe t'il vraiment dans un phénomène d'incandescence ?
merci par avance
-----

[invitecaafce96]

Bonjour,
Faîtes la recherche avec "flamme de combustion", car c'est bien de cela dont vous parlez ? Et vous trouverez des réponses .

[obi76]

Bonjour,

en fait c'est cyclique :

la température de la flamme fait fondre la cire, qui - une fois liquide - monte par capillarité dans la mèche. Elle s'approche de la flamme à mesure qu'elle monte, puis fini par s'évaporer car la température est vraiment élevée.
A cet endroit on a toutes les conditions nécessaires pour que la flamme continue à brûler : du carburant sous forme gazeuse (qui va finir par se décomposer en s'approchant du front de flamme), et de l'autre coté de l'air. On a ce qu'on appelle une flamme de diffusion (carburant d'un coté, oxydant de l'autre.

La température dans la flamme est tellement élevée qu'elle "casse" les molécules de parafine et d'oxygène, pour les recombiner sous forme de CO2 et d'H2O (c'est la couleur bleue). L'excédent de carburant qui n'a pas brûlé va former de petites particules de carbone (de la suie) qui - une fois chauffée - va rayonner (c'est la couleur jaune).

[Nicophil]

Bonjour,

Les molécules vibrent à un rythme plus effréné qu'à température ambiante. Du coup, au lieu d'émettre des ondes EM dans l'IR (il existe des "lunettes" pour "voir" celles-ci la nuit), elles le font dans le visible.

Bref, ça reste de l'agitation thermique, même si la différence nous "saute aux yeux".

[A voir en vidéo sur Futura]

[franklin.]

bonjour,
merci de vos réponses, notamment obi76, très clair, je me demandais effectivement d'ou venait le rayonnement et je comprends dons que ce rayonnement, est issu d'une transformation moléculaire d'un solide vers un gaz et un liquide. De plus la couleur de la flamme était effectivement une question sous-jacente.
enfin une dernière précision, et je suis dans l'ignorance, la masse transformée en rayonnement vient elle d'une perte de masse au niveau du noyau des atomes ou bien est ce un rayonnement dû à une transformation de la masse des électrons en rayonnement ?
merci

[albanxiii]

Bonjour,

Intrigué par ces température dans la flamme que Obi76 qualifie de très haute, j'ai cherché (un peu) et trouvé entre 1200 °C et 1500 °C.
C'est le bon ordre de grandeur ?

@+

[franklin.]

bonjour,
je suppose que la perte de masse se fait au niveau électronique, étant donné qu' il s'agit d'une recomposition moléculaire (les électrons se transforment en énergie, les liaisons initiales se cassent pour en recomposées de nouvelles), est ce juste ?
merci

[obi76]

Re,

Intrigué par ces température dans la flamme que Obi76 qualifie de très haute, j'ai cherché (un peu) et trouvé entre 1200 °C et 1500 °C.
C'est le bon ordre de grandeur ?

oui, je disais "très haute", c'est relatif. En tous cas c'est le bon ordre de grandeur oui (à titre indicatif, une combustion adiabatique de fuel à la stoechiométrie avec une température initiale de 20° donnera à la louche 1800°C).

ce rayonnement, est issu d'une transformation moléculaire d'un solide vers un gaz et un liquide.

Quant à ce que j'ai dit : ce n'est pas la transition solide / liquide / gaz qui rayonne, mais
- la combustion du gaz
- la suie chauffée

Voilà voilà

[albanxiii]

Re,

oui, je disais "très haute", c'est relatif.

Comparé à ce que je peux faire dans ma cuisine, c'est très haut, voire très très haut
Merci pour les précisions complémentaires.

@+

[franklin.]

bonjour,
suite à vos réponses, je suis allé voir combustion dans wikipedia.



dans un premier temps pouvez vous me donner l' équation de réaction d'oxydo réduction de la paraffine, merci. ( je n'ai pas trouvé sur internet)

Cependant je vais essayé de raisonner avec ce schéma. En apparence si je comprends bien ce dessin, il s'agit juste d'une recomposition chimique moléculaire. Il n' y a pas de perte d' énergie de liaison ( même nombre d'électrons), et pas de perte d'un nombre d'atomes fondamentales.( vraiment je ne comprends pas, quelle masse est matière est transformée en énergie dans cette réaction ), j'en suis réduit à des suppositions.
Il s'agit juste d'un recomposition chimique d'atomes moins stables vers des atomes plus stables. Néanmoins, ce que je ne comprends pas, c'est qu'il faut bien, un transformation de la masse en énergie pour qu'il y ait flamme (rayonnement).
Alors je me demande, si en fait, l'étincelle n'est pas au démarrage, cette transformation d' au moins, un électron en énergie entraînant la transformation chimique par oxydo-réduction. Autrement dit, il y aurait transformation d' au moins un électron ( en pratique un bon nombres, combiens ?) entraînant un réaction de rééquilibrage chimique par oxydo-réduction. Mais à nouveau je ne comprends pas bien, s'il y a flamme, c'est à dire si le rayonnement se poursuit, c'est bien qu'il y a transformation de matière en énergie, on devrait bien observé un perte de matière. Comment se fait il, qu' aucune énergie de liaison (c'est à dire l'électron), n'est perdu, dans cette réaction chimique. (où est la masse manquante). je ne comprends pas bien pouvez vous m'aider,
merci.

[Nicophil]

Il y a perte d'énergie de liaison dans la réaction chimique (donc perte de masse mais à un niveau largement non-mesurable).
Mais le nombre d'électrons reste strictement le même évidemment.

[franklin.]

Bonsoir,
je suppose que dans la réaction chimique de combustion de la paraffine, les atomes de carbone et d'hydrogène de la paraffine se recompose un peu de la même manière que dans la combustion su méthane. Cependant, la transformation n'est pas parfaite il n'y a pas seulement apparition d'eau et de gaz carbonique, il y a aussi me semble t'il de la suie ( est ce du carbone ?), d'ou provient ce carbone, laissé sans liaisons, je suppose que c'est dans ce dépôt que se trouve les carbones laissés à l'abandon par manque initial d' électrons (transformation de l'électron en énergie), alors peut être la combustion est elle une perte successives d'un nombre d'électrons, transformé en énergie, qui entraîne un rééquilibrage moléculaire. Il y aurait flamme parce qu'au fur et à mesure de la réaction le même nombre d' électrons sont perdu par transformation en énergie, et ce petit dépôt de carbone, la suie serait le dépôts restant de la combustion, c'est à dire le nombre de carbone qui n'ont pas trouvé à se réarranger en CO2, par manque d'électrons. Ce serait dans ce

niveau largement non-mesurable

que se trouverait le déséquilibre entraînant oxydo-réduction
Cela vous semble t'il cohérent ou juste ?
merci

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Franklin répète dans ses messages que l'énergie provient d'une transformation de masse en énergie.
Comme cette discussion risque d'être lue par d'autres je me sens obligé d'intervenir.
En dehors des réactions nucléaires (réacteurs, bombe atomiques):
Dans une réaction chimique, l'énergie libérée provient des liaisons chimiques et non d'une transformation de masse en énergie.

Au revoir.

[franklin.]

bonjour,
il ne me semble pas avoir dit un gros mot.
Tout de même s'il y a flamme et donc lumière, il doit bien y avoir transformation de masse en énergie même résiduelle :
"nicophil

donc perte de masse mais à un niveau largement non-mesurable

.
Après vérification :
"wiki

La suie est un ensemble de composés chimiques résultant de la combustion incomplète de combustibles fossiles (essence, gazole, fioul, kérosène, charbon) et de biomasse (bois, végétaux). Les suies se présentent sous la forme de substances solides ou goudronneuses d'aspect noirâtre et riches en carbone.

.
Il reste donc des composés carbonés, suite à la combustion, qui ne trouve pas à se lier dans la réaction chimique d'oxydo-réduction, pour donner du gaz carbonique. Cela pourrait être la traduction d'un déficit en particule des liaisons (électrons).
je n'ai pas dit que toute l 'énergie est une transformation de matière, j'ai associé flamme et transformation de matière en énergie, et vous me l' apprenez obi76 et lpfr, merci, que la principale pourvoyeuse d'énergie est en fait la réaction chimique d'oxydo- réduction.
Mais l 'étincelle de départ, n'est elle pas le déséquilibre nécessaire initiale au commencement de la réaction en chaîne, et ce déséquilibre n'est il pas en fait dû à une transformation d'un certain nombre d'électrons en énergie : flamme, et je n'ose pas dire lumière ?
La lumière émise serait en fait la progressive transformation d'une partie de la matière en énergie pure ( perte de masse, dégagement d'énergie sous forme de lumière). Et au final, ce déséquilibre auto entretenu (dans la réaction en chaîne) se traduirait par un résidu de composés carbonés n'ayant pas trouver au cours de la réaction de liaisons chimiques possible avec de l'oxygène, par déficit progressif de particules de liaisons : électrons : un certain nombre d'électrons se sont transformé en lumière ( perte de masse, dégagement d'énergie)

[invite6dffde4c]

Re.
@Franklin:
Mon intervention ne vous était pas destinée. Vous figurez dans la liste de personnes auxquelles je ne répond pas. Ceci est une exception.
Vous pouvez garder les opinions qui vous chantent.

J'ai seulement voulu éviter la contagion.
A+

[franklin.]

bonjour,
Il s'agit juste pour le bien de la discussion de dégager l'objectivité de ce qui est de l'ordre de l'opinion; j'essaye de poser des questions, de fouiller dans les références que l'on me donne; je suis reconnaissant aux intervenants qui me font progresser dans la réflexion,et peut être plus de lucidité,( votre connaissance m' a d'ailleurs aussi été profitable), ce qui me semble t'il alimente un dialogue constructif.
merci

[stefjm]

LPFR est bien au dessus de ces considérations.
Il faut être d'accord avec lui. Point.

[obi76]

LPFR est bien au dessus de ces considérations.
Il faut être d'accord avec lui. Point.

Sans avoir à rentrer dans ce genre de considération, les (rare) fois où il a été montré que LPFR avait tort, il l'a admis sans broncher. On ne peut pas dire que ce soit le cas de beaucoup de monde ici...

[stefjm]

Il ne s'agit pas de savoir si LPFR a raison ou pas mais si on est d'accord avec lui.
Cela n'a rien à voir.

[invite3cc91bf8]

Bonjour,

Je résume donc ce qui se passe : la combustion est une réaction chimique, la rupture de liaisons chimiques provoque la création d'énergie.
Les atomes environnants vont absorber cette énergie, passant de l'état fondamental à des états d'énergie supérieurs. Le retour au fondamental est inévitable, il y a émission de l'énergie absorbée sous forme de photons, de la lumière.
Et aucunement besoin d'une conversion de la masse en énergie.

[franklin.]

Bonjour,
Etes vous si sûre qu'il n' y a pas transformation de matière en énergie ?
La dernière intervention ne résout toujours pas l'apparition de résidu carbonés après combustion.
Cela touche à une question cruciale, l'émission de lumière (bien différente de la couleur qui est aussi de la lumière) ne serait elle pas, en fait, en partie issue d'une transformation de matière en énergie, (même résiduelle dans le cas de la bougie) ?
Dans mon ignorance, je suis amené a penser suite au dialogue, que ce qui différencie une source lumineuse émettrice (lumière brillante) d'une source lumineuse réceptrice et restitutrice, c'est peut être le fait que, dans le cas d'une source lumineuse émettrice une partie de la matière est transformé en énergie lumineuse, alors que dans le cas d'une source lumineuse réceptrice il n'y a pas de transformation de matière (il s'agit juste de mouvements d'accélération et de décélération des électrons par saut quantique d'un niveau énergétique à un autre).
Qu' en pensez vous ?
merci

[invite3cc91bf8]

Bonjour,

Le résidu carboné provient uniquement d'une combustion incomplète de la paraffine. La paraffine contient beaucoup d'hydrocarbures saturés de la forme C_nH_2n+2, la combustion complète est de la forme :

S'il n'y a pas assez de dioxygène, on l'économise : on produit moins de dioxyde de carbone et plus de carbone C, c'est d'ailleurs lui qui donne la couleur jaune à la flamme.

La formation de la lumière est simplement du à l’excitation des atomes par l'énergie de la rupture des liaisons, puis à leur désexcitation sous forme de lumière conformément à la théorie des sauts quantiques de Bohr. Pas besoin de transformations de matière en énergie pour expliquer le phénomène.

[Nicophil]

puis à leur désexcitation sous forme de lumière conformément à la théorie des sauts quantiques de Bohr.

Non ! il s'agit d'incandescence, pas d'électroluminescence comme dans les d.e.l.



Quant à la polémique récurrente sur la perte de masse dans les réactions chimiques : elle existe, selon le principe d'équivalence masse-énergie en tout cas, mais se compte en eV (très très en-dessous de ce qu'on sait mesurer), alors que dans les réactions nucléaires elle se compte en MeV, donc 10⁶ fois plus.

Après, c'est sûr qu'en parler a tendance à embrouiller les cerveaux embrumés plus qu'autre chose...

[invite3cc91bf8]

Ce phénomène existe également dans le cadre d'une flamme : un bout de sel dans la flamme la colorera en jaune et cela explicable dans le cadre de cette théorie. Les sauts quantique ne se produisent pas que dans les D.E.L.

La couleur bleue de la flamme est due à la désexcitation des atomes, la couleur orangée est due à l'incandescence.

[invite6dffde4c]

...
La formation de la lumière est simplement du à l’excitation des atomes par l'énergie de la rupture des liaisons, puis à leur désexcitation sous forme de lumière conformément à la théorie des sauts quantiques de Bohr....

Bonjour.
Non. La lumière émise par la flamme d'une bougie est celle du corps noir. Rien à voir avec des niveaux d'énergie atomiques.
On peut obtenir cette émission avec une flamme non lumineuse (Bunsen bien réglé) en ajoutant des vapeurs d'éléments. Comme avec du sodium.
Au revoir.

[albanxiii]

Bonjour,

Etes vous si sûre qu'il n' y a pas transformation de matière en énergie ?

Avez-vous entendu parler de Antoine Laurent de Lavoisier (né le 26 août 1743 à Paris et guillotiné le 8 mai 1794 à Paris) ?
A votre avis, comment a-t-il bien pu énoncer "rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme" ?

@+

[franklin.]

bonsoir,
justement, je me suis demandé, dans ce cas, connaissant cette phrase ce que devenait l'énergie provenant de la transformation des électrons en énergie lumineuse. après réflexion la réponse pourrait être : il sont absorbés par les électrons de la matière, pour donner de la couleur.

[franklin.]

S'il n'y a pas assez de dioxygène, on l'économise : on produit moins de dioxyde de carbone et plus de carbone C, c'est d'ailleurs lui qui donne la couleur jaune à la flamme.

Bonsoir, je ne sais pas si environ 20 % de l'atmosphère terrestre globale ne serait pas suffisant, pour permettre la combustion complète d'une bougie ou d'une bûche ?

[invite3cc91bf8]

Je ne pensais pas que la flamme pouvait être aussi chaude mais le rayonnement du corps noir peut à lui seul expliquer la couleur de la flamme.
Ensuite, ce n'est que de la physique, c'est le rayonnement dipolaire électronique : la température fait osciller les atomes, qui se comportent comme des petits dipôles électriques. Cela forme une onde électromagnétique, donc de la lumière.

Concernant la combustion incomplète, c'est tout simplement parce que notre bougie n'a pas accès à tout le dioxygène de la pièce immédiatement : l'air chauffé par la flamme provoque un mouvement ascendant, l'air arrive par le bas de la flamme. De plus, la quantité de dioxygène qu'il faut avoir localement pour une combustion complète de ces grosses molécules avec beaucoup d'atomes de carbone et d'hydrogène.
Il faut un débit d'air suffisamment élevé pour avoir la combustion complète localement : on peut l'obtenir avec des petites molécules, comme le méthane ou le butane, mais pour un morceau de paraffine ou de la cellulose, ce sera plus dur : localement, la régénération ne se fait pas assez vite, d'où la formation de carbone au lieu de dioxyde de carbone.

[franklin.]

Quant à la polémique récurrente sur la perte de masse dans les réactions chimiques : elle existe, selon le principe d'équivalence masse-énergie en tout cas, mais se compte en eV (très très en-dessous de ce qu'on sait mesurer), alors que dans les réactions nucléaires elle se compte en MeV, donc 10⁶ fois plus.

Bonsoir,
D'après ce que vous dîtes, il y a perte de masse, minime. Cela se pourrait t'il que cette perte de masse se fasse au niveau électronique et non nucléique ?


Après quelques calculs concernant les électrons occupant les couches de valence, je me suis rendu compte, que si le nombre d' électrons de liaisons reste le même de part et d'autre de l'équation chimique en revanche, le nombre d' électrons stables augmente : de 26 du côte CH4+2O2 à 30 du côté CO2+2H2O.Le mouvement électronique une fois la réaction établit va vers un refroidissement (une plus grande stabilité). est ce correct ?
merci