Energie atomique

[docz3d]

Bonjour,

J'ai eu vent de quelques notions en thermodynamique et en énergie atomique et je voudrais savoir s'il existe un lien entre les deux, et si oui dans quelles proportions...
(les termes sont peut être mal utilisés, je n'étudie pas en physique mais je suis curieux en ce qui concerne des applications en biotechnologies)
Je m'explique:
Selon des sources internet, un atome ne peut perdre son énergie vibratoire (donc sa "chaleur") qu'en la donnant à un autre atome ou matière qui peut l'absorber (en général des superconducteurs?). Et selon ces mêmes sources l'utilisation d'une autre source d'énergie pour abaisser cette énergie vibratoire est peu probable. J'imagine que l'utilisation de la lumière en fait partie, car les photons absorbés pourraient exciter ces atomes qui ensuite gagneraient un peu de cette énergie en vibration sans compter l'émission de fluorescence et/ou phosphorescence dans certains cas. Me trompe-je?
N'existe-il pas un lien entre une énergie autre qui pourrait absorber l'énergie vibratoire de l'atome afin de le refroidir, idéalement jusqu'au zero absolu ?

Je me demande également si on place un atome dans un vide total (aucune espèce chimique, pas de lumière, pas de son), va-t-il perdre son énergie au fur et à mesure du temps ou sont-il incapable de la relaxer? Je me trompe peut être mais l'atome, électroniquement stable, ne dégage aucune lumière (car ses électrons sont à l’état fondamental donc?) et les vibrations qui l'animent ne peuvent pas être dissipée par un quelconque choc ou onde. Peut-il perdre son énergie spontanément sans apport ou export externe?

Merci beaucoup pour vos réponses.

Cordialement,
docz3d
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[Sethy]

Je me demande également si on place un atome dans un vide total (aucune espèce chimique, pas de lumière, pas de son), va-t-il perdre son énergie au fur et à mesure du temps ou sont-il incapable de la relaxer? Je me trompe peut être mais l'atome, électroniquement stable, ne dégage aucune lumière (car ses électrons sont à l’état fondamental donc?) et les vibrations qui l'animent ne peuvent pas être dissipée par un quelconque choc ou onde. Peut-il perdre son énergie spontanément sans apport ou export externe?

Je réponds à quelques points.

L'atome ou la molécule, même seule et même dans son état fondamental, vibre. C'est ce qu'on appelle : l'énergie résiduelle au zéro absolu. Cette énergie, minimale elle ne peut la perdre. C'est un peu comme pour la masse.

Si on prend une molécule d'Hydrogène seule dans le vide (c'est une vue de l'esprit) son énergie totale (masse, énergie de vibration, ...) va rester constante indéfiniment (si on considère que le proton a une durée de vie infinie). Si cette molécule est dans un état excité, elle peut perdre cette énergie pour revenir à l'état fondamental à condition qu'elle puisse se débarrasser de cette énergie par exemple en émettant un photon (un "grain" de lumière). Les règles qui gouvernent ces transitions sont complexes, mais en tous les cas son énergie ne peut pas "disparaitre". C'est l'un des principes les plus importants de la physique : la conservation de l'énergie.

Pour l'histoire des "supraconducteurs", ça n'a rien à voir. La température de la matière n'est pas homogène (sauf au 0 absolu) et il y a une distribution d'énergie. Certaines molécules "vont" plus vite, vibrent plus fort, etc. tandis que d'autres sont presque au repos. A chaque choc, il y a une chance pour qu'une partie de cette énergie soit échangée entre les deux molécules (comme au billard). De l'eau à 20°C (300 Kelvin quand même) est donc constitué de molécules d'eau se déplaçant et vibrant à des vitesses différentes. Si on y a ajoute de l'eau à 40°C (en même quantité), la distribution va s'équilibrer et donnera de l'eau dont l'énergie moyenne (j'insiste) est de 30°C.

Si tu prends un mélange d'eau moyennement chaude 20°C (soit quand même près de 300 Kelvin) et que tu l'ajoutes à de l'eau à 40°C,

[docz3d]

Merci beaucoup pour ta réponse. Pour le premier point tout est clair, mais pour le second point il ne me semble pas que tu ai répondu à ma question que j'ai peut être mal formulée.

Je me demandais s'il était possible justement de réduire l'énergie (vibration) d'une molécule ou atome sans qu'il n'y ai choc avec une autre molécule d'énergie inférieure. J'ai vu sur des articles que le seul moyen de refroidir intensément un composé était l'utilisation de materiaux supraconducteurs et des mécaniques de compressions sophistiquées. A contrario, l'utilisation du son par exemple a été mentionnée mais sans aucune suite... Du coup je voulais savoir si le son (ou autre) pouvait retirer un peu de cette énergie à l'atome, si cette théorie (vaguement citée) est imaginable.

(Il me semble que tu n'as pas fini ta phrase en dernière ligne)

Cordialement,
docz3d