adiabatique pourquoi c'est froid ?

[Thrall]

Bonjour,

En ce moment je vois en physique la thermodynamique.

Nous avons vu la détente et compression adiabatique seulement voila :

Pour la compression adiabatique si la température augmente (par exemple lors da la compression de l'air lors de l utilisation d'une pompe a vélo) on m a expliqué que c'est le piston qui "cogne" les molécules de gaz et augmente leur énergie cinétique => température augmente.

Mais pour la détente adiabatique je ne comprend pas pourquoi la température baisse fortement comme lors de l utilisation d'un extincteur ou le décapsulage d'une bouteille de bière ?

C'est peut être une question qui peut paraître stupide masi je ne trouve pas une explication sur le forum ni dans mon cour. Quelqu'un pourrait-il m'aider ?

Merci.
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[invite2f4d9e53]

Je pense (mais je ne suis pas sûr) que c'est juste le phénomène inverse de la compression : si le gaz se détend, les molécules occupent plus d'espace et l'agitation thermique est plus faible.

[deep_turtle]

C'est exactement la même raison dans le cas de la détente : les molécules du gaz poussent le piston et donc perdent de l'énergie à chaque choc.

[philou21]

Alors une petite expérience par la pensée ... un gaz chaud enfermé dans une ampoule placé dans une enceinte sous vide. On casse l’ampoule par un dispositif quelconque. Le gaz remplit très vite la totalité du volume sans avoir travaillé… La température a toutefois baissée…

[A voir en vidéo sur Futura]

[Thrall]

Merci pour vos réponses.

humm et donc dans les cas d'un extincteur, la pression est plus grande à l'intérieur de l'extincteur qu'à l'extérieur et lorsqu'on l'actionne, les molécules de gaz vont sortir rapidement pour équilibrer les pressions c'est cela ? Mais dans ce cas, il n'y a aucun choc avec un piston ? leur perte d'énergie viendrait-elle du choc avec les molécules de l'air ambient ?

[deep_turtle]

Alors une petite expérience par la pensée ... un gaz chaud enfermé dans une ampoule placé dans une enceinte sous vide. On casse l’ampoule par un dispositif quelconque. Le gaz remplit très vite la totalité du volume sans avoir travaillé… La température a toutefois baissée…

Si c'est un gaz parfait, non la température ne baisse pas. Dans le cas d'un gaz réel, l'expansion diminue l'écart moyen entre les molécules, et donc celles-ci ne sont plus soumises au même potentiel d'interaction. Du coup de l'énergie est perdue pour écarter les molécules, c'est pourquoi la température baisse.

[Thrall]

Si je comprend bien ce que tu veux dire Deep Turtle, C'est que lors de l'augmentation du volume après que l'ampoule soit brisée, comme les molécules de gaz s'éloignent les unes des autres, leur énergie potentielle diminue et donc la température diminue ? seulement dans mon cour l'énergie interne du gaz correspond a l'énergie cinétique des particules de gaz (=nd/2 . R . T) et nous avons utilisé la loi des gaz parfait et il est stipulé que lors d'une détente adiabatique il y a bien une diminution de T.

Suis-je dans le bon ou bien je suis totalement à coté de la plaque ??

[philou21]

On ecarte les molécules -> l'energie potentielle augmente , l'energie totale est constante -> l'energie cinétique diminue. C'est ça ?

[philou21]

Cette histoire me tracasse toujours !
Supposons que le gaz dans mon ampoule soit à une atmosphère et à température ambiante et que l’enceinte sous vide ait un volume dix fois plus important.
Un calcul très grossier me dit que les molécules de gaz dans l’ampoule sont séparées d’environ 35 angström. Une fois l’ampoule cassée les molécules seront séparées d’environ 35*10^1/3 = 75 angström (en supposant, pour simplifier, que T est constant).
Si le potentiel intermoléculaire est de type van der waals je pense qu’il est approximativement à zero que la distance soit de 35 ou de 75 angström. Et là je ne comprends pas comment l’augmentation ridicule de ce potentiel peut faire baisser l’énergie cinétique…

Philou, plein d’interrogations …

[deep_turtle]

seulement dans mon cour l'énergie interne du gaz correspond a l'énergie cinétique des particules de gaz (=nd/2 . R . T) et nous avons utilisé la loi des gaz parfait et il est stipulé que lors d'une détente adiabatique il y a bien une diminution de T

Attention, vérifie bien qu'il s'agit d'une détente adiabatique dans laquelle aucun travail n'est échangé (c'est de ça qu'on parle en ce moment).

Un calcul très grossier me dit que les molécules de gaz dans l’ampoule sont séparées d’environ 35 angström.

C'est une remarque intéressante, je regarde...

[deep_turtle]

Bon ça ne semble pas si délirant, avec un potentiel en 1/r⁶, on a

ou encore

et donc pour une variation relative d'un facteur 2 en rayon, ça fait une variation assez élevée de V. Maintenant il faudrait comparer la valeur absolue de ce V à l'énergie cinétique moyenne des particules dans le gaz, mais je ne vois pas trop en quoi on pourrait obtenir un résultat choquant...

[philou21]

Bien, ça m’a fait réviser ma thermo qui était un peu loin …
Et repréciser la différence entre la détente de Joule (sans travail) et celle de Joule-Thomson (avec).