Questions diverses !

[invite4e5046fc]

Bonjour !

Je me demande :

1/ comment un rayon lumineux ( en l'occurence ceux du soleil ) peuvent engendrer de la chaleur ? j'ai besoin d'une équation qui relie la température à l'énérgie des photons par exemple .

2/ Pourquoi l'eau de mer se vaporise-t-elle à une température ambiante (35 °C par exemple) alors que 100 °C est la température de vaporisation de l'eau( est ce parce qu'il s'agit là d'une eau salée ) ?

3/ Qu'est ce qui cause en fait la vaporisation ? est -ce la chaleur , ou est ce les rayons lumineux ainsi que la nature du l'air extérieur ?

4 / Si la chaleur est liée à l'énérgie des photons , pourquoi alors la température sur Mercure n'est pas égale à celle sur Pluton par exemple ? L'espace c'est du vide , donc il n'y aura pas aténuation de l'énérgie des photons ( pas de frottements ) , ceci implique une température uniforme et isotrope dans n'importe quel point de l'espace ! ce qui fait que la température de la terre est liée à celle du soleil et a n'importe quel astre lumineux ( étoiles .. ) dans n'importe quel position dans l'espace !!

5 / Ciel ! pourquoi la masse n'intervient - elle pas(( physiquement svp)) dans l'équation différentielle qui régit un oscillateur harmonique ( une tige de w² = g/l )?

Veuillez svp m'éclaircir car là vraiment je ne sais plus ce qui me prend pour penser de tels trucs à une heure pareille !!

Cordialement !

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A1
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[yahou]

5 / Ciel ! pourquoi la masse n'intervient - elle pas(( physiquement svp)) dans l'équation différentielle qui régit un oscillateur harmonique ( une tige de w² = g/l )?

Parce que la seule force ayant une composante radiale (donc qui fasse osciller) est le poids. Or le poids est proportionnel à la masse, donc celle ci s'élimine dans F=ma. C'est donc lié à l'égalité de la masse grave (celle qui donne l'intensité de la force gravitationnelle) et de la masse inerte (celle qui résiste au mouvement, responsable de l'inertie, ie celle de ma).

[invite4e5046fc]

Ah donc il y a deux masses en réalité qu'on confond !

Bon Merci pr le 5/

Des suggestions pour les autres questions ?

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A1

[yahou]

2/ Pourquoi l'eau de mer se vaporise-t-elle à une température ambiante (35 °C par exemple) alors que 100 °C est la température de vaporisation de l'eau( est ce parce qu'il s'agit là d'une eau salée ) ?

3/ Qu'est ce qui cause en fait la vaporisation ? est -ce la chaleur , ou est ce les rayons lumineux ainsi que la nature du l'air extérieur ?

Il faut distinguer l'évaporation, qui a lieu en dessous de 100°C, et la vaporisation (ou l'ébullition), qui a lieu à 100°C (pour de l'eau à pression ambiante). Le fait qu'il y aie des trucs dans l'eau (genre du sel) peut modifier la température d'ébullition, mais n'a rien a voir avec la distinction entre évaporation et ébullition.

L'évaporation est due au fait que le récipient est un système ouvert en contact avec l'air. A l'interface, il existe un équilibre entre l'eau sous forme liquide et l'eau sous forme de vapeur dans l'air (en permanence des molécules d'eau passent de l'un à l'autre). En conséquence, dans l'air juste au dessus de la surface, il y a une certaine quantité de vapeur d'eau par litre d'air, fixée par l'équilibre.
En général cette quantité est plus importante que dans l'air ambiant (loin du récipient), et la vapeur libérée au niveau de la surface a tendance à se répandre dans l'atmosphère.
Puisque sa concentration en vapeur doit rester constante (à cause de l'équilibre à l'interface), l'air au dessus de la surface est constament réapprovisionné en vapeur par le liquide.
Au final, l'eau est donc passée du liquide à l'air ambiant, via les échanges au niveau de la surface.

Au contraire pour l'ébullition, il n'y a plus d'équilibre entre liquide et vapeur, toute l'eau se transforme en vapeur, et pas seulement à la surface (d'où les bulles) dès lors qu'on dépasse la température d'ébullition.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Pio2001]

1/ comment un rayon lumineux peuvent engendrer de la chaleur ?

Un rayon lumineux est en fait une onde éléctromagnétique. C'est-à-dire une oscillation du champ éléctromagnétique.

Dans la matière, il y a des charges électriques. Le nuages électronique des atomes est chargé négativement. Les molécules ont une répartition irrégulière des charges électriques. Il y a même des ions.

Toutes ces charges électriques vont entrer en vibration sous l'effet de l'oscillation du champ éléctromagnétique que représente le rayon lumineux.

Et de la matière qui vibre, c'est de la chaleur


2/ Pourquoi l'eau de mer se vaporise-t-elle à une température ambiante ?

C'est parce qu'il y a très peu de vapeur d'eau dans l'air. L'eau va donc s'évaporer jusqu'à ce que la "pression partielle" de la vapeur d'eau dans l'air atteigne la pression pour laquelle l'eau bouerait à température ambiante. On dit alors que le degré d'hygrométrie relative est de 100 % (mais cela ne veut pas dire que l'air est fait de 100% de vapeur d'eau !).
Avec 100% d'humidité relative, l'eau ne s'évapore plus du tout. C'est même l'inverse, elle se condense, ce qui produit le broulliard.

3/ Qu'est ce qui cause en fait la vaporisation ?

Une sorte de loi des gaz parfaits que l'on appliquerait uniquement à la partie "vapeur d'eau" de l'atmosphère : un gaz parfait occupe tout l'espace disponible.
Tant que l'air n'est pas "saturé" de vapeur d'eau, l'eau s'évapore, puisqu'il y a "de la place" pour elle dans l'air.

4 / Si la chaleur est liée à l'énérgie des photons , pourquoi alors la température sur Mercure n'est pas égale à celle sur Pluton par exemple ?

Parce qu'elle dépend aussi de la quantité de photons.


5 / Ciel ! pourquoi la masse n'intervient - elle pas dans l'équation différentielle qui régit un oscillateur harmonique ?

L'oscillation du pendule ? Simple : tous les corps tombent à la même vitesse !

[invite4e5046fc]

Oui Yahou c"est plus clair maintenant Merci , J'espère lire ton raisonnement aussi en réponse sur les deux questions restantes :d !

[invite4e5046fc]

1/ 4 / Si la chaleur est liée à l'énérgie des photons , pourquoi alors la température sur Mercure n'est pas égale à celle sur Pluton par exemple ?

Parce qu'elle dépend aussi de la quantité de photons.


5 / Ciel ! pourquoi la masse n'intervient - elle pas dans l'équation différentielle qui régit un oscillateur harmonique ?

L'oscillation du pendule ? Simple : tous les corps tombent à la même vitesse !

Salut Pio , pour le 4/ , je vois que vous n'avez pas saisi ce que je voulais dire. Vous supposez donc que la quantité de photons diminue en fonction de la distance parcourue ? chose que je ne comprend pas puisque je ne vois aucune raison de cette aténuation ( c'est le vide quoi !)

Pour le 5/ , oui c'est en simplifiant par le m dans ma et par celui du mg , mais je voulais une interpretation physique , c'est fait par Yahou !

Merci Anyway

[yahou]

1/ comment un rayon lumineux ( en l'occurence ceux du soleil ) peuvent engendrer de la chaleur ?

La chaleur est une forme de transfert d'énergie (l'autre est le travail). Le rayonnement est un type de transfert sous forme de chaleur (les autres sont conduction et convection). La lumière est un type de rayonnement (rayonnement électromagnétique). Donc la lumière n'engendre pas vraiment de chaleur, elle est une forme de chaleur.

Le champ électromagnétique possède une certaine énergie (la densité d'énergie électrique est proportionnelle au carré du champ électrique, idem pour l'énergie magnétique). Lorsque ce champ se propage (cas d'un rayonnement), il y a déplacement d'énergie, et le flux d'énergie est donné par le vecteur de Poynting .

Ce rayonnement est considéré considéré comme chaleur parce qu'il est en général absorbé par les atomes qui se mettent alors à vibre. Ceci dit maintenant que j'y pense si on éclaire une plaque métallique avec un un rayonnement perpendiculaire à la plaque on peut la pousser (on parle de pression de radiation), et dans ce cas c'est plutôt un transfert d'énergie sous forme de travail...

j'ai besoin d'une équation qui relie la température à l'énergie des photons par exemple.

C'est un peu compliqué, parce que l'augmentation de température dépend fortement de la nature du matériau que l'on éclaire. En revanche on peut écrire que la quantité d'énergie reçue par unité de temps par un système délimité par une surface fermée est donnée par le flux du vecteur de Poynting à travers cette surface :

4 / Si la chaleur est liée à l'énérgie des photons , pourquoi alors la température sur Mercure n'est pas égale à celle sur Pluton par exemple ? L'espace c'est du vide , donc il n'y aura pas aténuation de l'énérgie des photons ( pas de frottements ) , ceci implique une température uniforme et isotrope dans n'importe quel point de l'espace ! ce qui fait que la température de la terre est liée à celle du soleil et a n'importe quel astre lumineux ( étoiles .. ) dans n'importe quel position dans l'espace !!

Ce qui se conserve c'est l'énergie. Ainsi si l'on raisonne sur l'espace compris entre deux sphères centrées sur le soleil, cette conservation implique que la quantité d'énergie qui rentre par la petite sphère () est égale à la quantité qui sort par la grande sphère (). Mathématiquement ça s'écrit
En admettant que est radial et isotrope, il vient où et sont les rayons des sphères. Autrement dit la quantité d'énergie reçue par unité de temps et de surface décroît en .
En fait ce qui compte c'est l'angle solide sous lequel on voit la planète depuis le soleil. Et pour que cet angle soit le même pour mercure et pour pluton (qui est 100 fois plus loin), il faudrait que pluton soit 10000 fois plus grande que mercure.

Deuxième essai avec les mains :
Imagine toi à la place du soleil. Imagine que pluton est éclipsée par mercure, mais que mercure est transparente et que tu vois quand même pluton derrière. Pluton t'apparais beaucoup plus petite car elle est beaucoup plus loin. Maintenant considère l'ensemble des rayons qui partent du soleil et qui vont frapper mercure. Si tu les prolonges, la plupart vont passer à côté de pluton, et seule une petite partie va venir la frapper. Plus précisément, la fraction de rayons qui vont frapper aussi pluton est égale au rapport des surfaces apparentes de pluton et mercure vues par toi depuis le soleil, c'est-à-dire au rapport des angles solides.

edit : croisement avec Pio

[invite4e5046fc]

Merci vrmt les gars ..
Je vois mieux maintenant , c'est gentil de votre part

Thank's Yahou !!
Y'a encore d'autres quetions qui me gênent mais vaut mieux les laisser pour une autre fois car là je suis ... OBNUBILé !!
________________________
A1

[invitec9750284]

C'est mignon cette curiosité intellectuelle !!!

[invite6de5f0ac]

Ah donc il y a deux masses en réalité qu'on confond !

Bonjour,

C'est un peu pire que ça... Il y a la "masse inerte" et la "masse grave". C'est en gros la différence entre les kilogrammes-poids et les kilogrammes-force (en gros, entre les unités SI "kilogramme" et "newton"). On sait depuis longtemps, par expérience, que les deux sont proportionnelles, et qu'un choix astucieux des unités permet de les identifier. Mais ça n'a rien d'évident ni de naturel a priori.

J'espère avoir contribué à semer la confusion!

-- françois

[invitea29d1598]

bonjour,

Mais ça n'a rien d'évident ni de naturel a priori.

sauf si on prend le point de vue d'Einstein et qu'on dit que la force gravitationnelle n'est rien d'autre qu'une force d'inertie d'entraînement...

J'espère avoir contribué à semer la confusion!

j'en rajoute une couche car en fait y'a pas 2 masses, y'en a 3

- inerte
- grave active (qui crée le champ gravitationnel)
- grave passive (qui dit la force ressentie en présence d'un champ gravitationnel créé par quelqu'un d'autre)

pour "justifier" l'égalité entre les 2 masses graves, c'est pas très dur... en tous cas chez Newton

[invite4e5046fc]

Bonjour !
Dans l'équation différentielle de l'oscillation d'une tige par exemple , laquelle des trois masse est dans ( ma ) et dans ( mg ) ?

Cordialement , A1 .

[Pio2001]

Vous supposez donc que la quantité de photons diminue en fonction de la distance parcourue ? chose que je ne comprend pas puisque je ne vois aucune raison de cette aténuation ( c'est le vide quoi !)

C'est la dispersion des photons qui cause leur raréfaction. Les ondes lumineuses émises par le soleil sont des ondes sphériques.

Comme expliqué par Yahou, Pluton reçoit beaucoup moins de photons que Mercure.

Si le fasceau lumineux était parallèle, comme avec un laser, la chaleur ressentie sur Pluton serait la même que sur Mercure. Mais il est divergent.

Le nombre total de photons reste le même, mais c'est la chaleur reçue par unité de surface, qui va déterminer la température. Or au fur et à mesure qu'on s'éloigne du soleil, une quantité de photons donnée va couvrir une surface de plus en plus grande. Autrement s
dit, le flux de photons par unité de surface diminue avec la distance.

On ne reçoit des plus lointaines galaxies observables dans les plus grands téléscopes qu'un photon par seconde !

[invite3fc70366]

1/ comment un rayon lumineux peuvent engendrer de la chaleur ?

Un rayon lumineux est en fait une onde éléctromagnétique. C'est-à-dire une oscillation du champ éléctromagnétique.

Dans la matière, il y a des charges électriques. Le nuages électronique des atomes est chargé négativement. Les molécules ont une répartition irrégulière des charges électriques. Il y a même des ions.

Toutes ces charges électriques vont entrer en vibration sous l'effet de l'oscillation du champ éléctromagnétique que représente le rayon lumineux.

Et de la matière qui vibre, c'est de la chaleur

Donc pour vulgariser, la chaleur provient du frottement des molécules dans un champ magnétique.
Corrigez si je me trompe!
Le phénomène de combustion produit aussi de la chaleur est-ce donc un phénomème de frottement aussi?
La vitesse dans le vide modifie t'il la production de chaleur?
Au niveau de la chaleur, toujours au niveau du vide, en imaginant une particule voyageant à la vitesse maximun,
que se passe t'il au niveau de la chaleur?
Merci

[Pio2001]

La chaleur provient du mouvement des molécules dans le champ éléctromagnétique. Il n'y a pas de frottement entre molécules. Elles ne sont pas faites de matière, c'est la matière qui est faite de molécules.
Entre elles, il y a des attractions et des répulsions éléctromagnétiques.

La température de la matière, ce n'est rien d'autre que le mouvement désordonné des molécules. Ce n'est pas une grandeur supplémentaire comme la masse ou la charge éléctrique.

La combustion est une réaction chimique qui produit de l'énergie. En l'occurence de l'énergie cinétique, en "secouant" les molécules.

La vitesse des molécules dans le vide ? Dans l'espace, les molécules sont contre leurs voisines, et il y a du vide entre elles. Sur Terre, c'est la même chose. Il y a juste d'autres molécules à côté, plus loin : les molécules d'air.

Que se passe-t-il quand la vitesse des molécules augmente ? Les chocs avec les voisines deviennent de plus en plus violents.
Lorsque l'agitation devient suffisante pour briser l'empilement des molécules, on passe de l'état solide à l'état liquide.
Lorsque l'agitation devient suffisante pour que les molécules rebondissent les unes contre les autres au lieu de se rouler dessus, on passe à l'état gazeux.
Lorsque l'agitation devient suffisante pour que les chocs arrachent les éléctrons des atomes, le gaz devient ionisé, comme dans le soleil.

La vitesse de la lumière est une vitesse limite, mais il n'y a pas de limite à la croissance de l'énergie cinétique, donc pas de limite à la température.

[invite20112f0c]

svp a quoi est due la grande affinité entre les deux atomes de l'oxygéne et du silicium ; svp je voudrai une reponse rapide c'est tres urgent