Trilogie : Astro/Phy/Chem ???

[invitecb7c417d]

Voilà un étrange problème de thermodynamique : Si je m'en réfère au 1er principe (conservation de l'énergie) et second principe (l'énergie est dissipée dans l'environnement et se dégrade = augmentation de l'entropie) : voici mon paradoxe (?) = pourquoi le rayonnement thermique qu'est l'infrarouge est vue comme l'énergie la plus dégradée ??? Parce que je parle de pertes brutes dues aux frottements (par exemple), enfin la chaleur est considérée par l'éxergie comme l'énergie la moins noble (c'est bien ça) ... Alors comment cela se fesse ; les ondes radio sont de longueur d'onde du mètre et les microondes eux même sont de longueur d'onde encore plus grande que l'infrarouge ... donc pour un même photon (l'énergie véhiculée sera E_infrarouge>E_µonde>E_{millimètrique}>E_radio et on dit qu'on redshift) ... Alors comment peut-on utiliser des microondes pour chauffer de l'eau (donc diminution "locale" de l'entropie ?) ; et surtout pourquoi l'infrarouge est plus répandu que les longueurs d'ondes plus grandes dans la nature ?
C'est bizarre que l'on utilise les ondes radios sensées être très dégradées pour justement envoyer de l'information (entropie de Shannon) alors que par la même on a (entropie de Boltzmann) qui dit tout est perdu en chaleur et infrarouge ... Je ne vois pas de signal radio naturel (sauf pulsar) et sur Terre, à part nous ... (allez un) pauvres humains ... ainsi que les microondes (sauf fond diffus cosmologique) ?

Donc ça m'a toujours plus ou moins interrogé ça, et je ne sais pas s'il y a matière à résoudre ce dilemne ... j'ai du rater un épisode (le troisième : la vengeance )

Et je n'ai pas abordé le dernier principe de thermodynamique qui implique lim S quand T -> 0 K = 0 J/K pour un corps pur homogène (un cristal allotropique d'hydrogène métallique ferait-il l'affaire ? Enfin un condensat de Bose-Einstein) ...

Qu'en penser ? C'est bien les fréquence les plus basse qui transporte le moins d'énergie et en dissipe le plus, non ?

PS : Ce sujet est multifacettes alors si les réponses ne se trouvent pas dans cette section (on discutera de la déplacer éventuellement)
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[albanxiii]

Bonjour !

Bonjour !

[mach3]

vous mélangez malheureusement beaucoup de choses de votre compréhension des concepts, voilà l'origine de votre paradoxe.

pourquoi le rayonnement thermique qu'est l'infrarouge est vue comme l'énergie la plus dégradée ???

première confusion le rayonnement thermique n'est infrarouge qu'aux températures proches de l'ambiante. Un corps rayonne un spectre spécifique qui dépend de sa température (en sus s'ajoute les phénomènes d'absorptions ou de reflexions qui modifient ce spectre), le rayonnement du corps noir. Ce rayonnement couvre toute les fréquences, mais c'est une courbe en cloche : il y a un domaine ou le corps émet beaucoup plus. Un corps à 6000K émet quasiment tout son rayonnement thermique dans le visible, c'est le cas du soleil, alors qu'un corps à 20000K émet quasiment tout son rayonnement thermique dans l'UV. Un corps à 3K émet en revanche dans les micro-onde (le rayonnement cosmologique de fond).

Alors comment peut-on utiliser des microondes pour chauffer de l'eau (donc diminution "locale" de l'entropie ?)

quand vous chauffez vous augmentez l'entropie, vous ne la baissez pas... ensuite les micro-ondes utilisées correspondent à une énergie spécifique qui correspond à la différence entre différent état de rotation des molécules d'eau. Elles vont donc absorber spécifiquement ce rayonnement (tout comme elles peuvent absorber spécifiquement certaines bandes précises en infrarouge qui correspondent à des états de vibrations).

m@ch3

[invitecb7c417d]

Bonjour (j'ai oublié )

vous mélangez malheureusement beaucoup de choses de votre compréhension des concepts, voilà l'origine de votre paradoxe.

Probable, je me trouve après coup indigeste (il était tard, j'ai essayé de faire quelques calculs et j'ai repensé à ce que tu exprimes plus loin)

première confusion le rayonnement thermique n'est infrarouge qu'aux températures proches de l'ambiante. Un corps rayonne un spectre spécifique qui dépend de sa température (en sus s'ajoute les phénomènes d'absorptions ou de reflexions qui modifient ce spectre), le rayonnement du corps noir. Ce rayonnement couvre toute les fréquences, mais c'est une courbe en cloche : il y a un domaine ou le corps émet beaucoup plus. Un corps à 6000K émet quasiment tout son rayonnement thermique dans le visible, c'est le cas du soleil, alors qu'un corps à 20000K émet quasiment tout son rayonnement thermique dans l'UV. Un corps à 3K émet en revanche dans les micro-onde (le rayonnement cosmologique de fond).

Oui le corps noir et enfin la loi de Planck et ses spectres (145 nm à 20 000 K ; 483 nm à 6000 K ; 967 µm à 3 K ... 10 µm à 298 K) de corps noir (à l'équilibre thermique) ; J'y ai pensé mais j'ai l'impression qu'il y a quand même un truc (non non je sais que tu vas dire ce truc c'est la MQ ) ; Disons que j'ai une difficulté ou facilité ? A imaginer un rayonnement monochromatique comme une clé qui ouvre sur certaines propriétés disons "matérielles" (spectre avec raies spécifiques vs spectre continue) ; Ce n'est pas pour rien qu'on à d'abord fait les masers avant les lasers puis en blueshiftant (je crois qu'on en est au laser X grâce aux synchrotron ; pas encore car difficile de l'amplifier sans détruire la cavité du laser). En dernier recoure je pense aux cavités à µondes (très étudiées) ... Donc mon propos (malhabile certe) était en fait de dire que la Terre est déjà un environnement dont l'état d'équilibre thermique est bien supérieur à ce que l'on peut appeler le champ thermique de l'univers ... d'ailleurs l'univers : possède t il un rayonnement de corps noir ? Est-ce que l'on peut sérieusement dire que l'univers observable "est un corps noir" (puisque difficile de lui trouver un état d'équilibre cause expansion) ?

quand vous chauffez vous augmentez l'entropie, vous ne la baissez pas... ensuite les micro-ondes utilisées correspondent à une énergie spécifique qui correspond à la différence entre différent état de rotation des molécules d'eau. Elles vont donc absorber spécifiquement ce rayonnement (tout comme elles peuvent absorber spécifiquement certaines bandes précises en infrarouge qui correspondent à des états de vibrations).

Oui, je sais que la rotation spécifique des molécules d'H₂O sur elle même est du à la fréquence "clé" des µondes, à cela s'ajoute la puissance d'émission et sa directivité (pour l'entropie j'avais d'abord marqué "augmente" mais je sais que parfois elle diminue localement (voir Prigogine pour les états hors équilibre thermique mais de toute façon globalement S increase)). Enfin pour la gouverne c'est en essayant de calculer le "rayonnement de corps noir" d'un Trou Noir (j'y suis presque) que l'on appelle rayonnement de Hawking (je peux ressortir un fil où l'on discute de la façon de faire ce calcul ... mais j'aimerai d'abord pouvoir le faire bel et bien) que la question m'est venue.

Et aussi, les µondes font des arcs électriques avec les conducteurs et si on bombarde de l'eau salée saturée en concentration on peut obtenir une radiolyse de l'eau qui produit au minimum du H₂ (résultat dont j'aimerai avoir plus d'information car le mécanisme semble défier ce que l'on sait la dessus) : est-ce parce qu'elle devient fortement conductrice ? Y a t il de l'oxygène produit avec ? Crackage de la vapeur d'eau produite à la surface d'échange gaz/liquide ?

Enfin dans la trame de fond du sujet, je parlais d'onde radio : et de l'utilité d'envoyer de "l'information par ce biais qui possède une entropie informative faible" ... c'est une petite réflexion sur la communication spatiale (oui il y a un peu de paradoxe de Fermi la dedans ... juste pour dire que le système de com ET s'il existait serait àmha différent d'un rayonnement EM de grande longueur d'onde qui apparait comme une dégradation thermique dont l'entropie est déjà bien haute ... mais ça c'est une hypothèse du moment vu que certain rayonnement dont la provenance nous échappent seraient "trop" énergétique ... mais là c'est HS)

Ce que j'aimerai bien c'est "comprendre=me faire une image mentale" de l'irréversibilité acquise par différentes sortes de systèmes (l'information, la gravitation et la chaleur : et le comportement asymptotique de leurs entropies respectives) ; ce sujet est très border line mais peut être riche d'enseignement (au moins pour un roman de SF genre "au delà du réel" )

m@ch3 merci

PS : J'ai l'impression encore une fois de m'être mis en défaut

Ce que j'essaie de dire c'est que l'état zéro est relativement très difficile à calibrer, la température absolue c'est un peu le yéti rouge à pois verts on la corrèle avec le temps sans jamais atteindre le 0, les 2 augmentent sans cesse ainsi que l'entropie : et je m'étonne de lire que certains physiciens considère les TN comme des "ordinateurs" quantiques parfaits ... j'ai du mal à voir jusqu'où va cette analogie ?

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Et oui j'ai une idée derrière tout ça (mais je crois que je ne la dirai pas : point 6), en fait j'en ai déjà trop dis

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitecb7c417d]

Une question : c'est un peu impolie de me vouvoyer ? en tout cas j'aime pas ça, c'est quand même un manque de respect évident, ici !