Aimant et entropie...

[invite1ab59cc3]

Question qui me tracasse :

Sopposons un tube en verre, au fond duquel on pose un aimant permanent...
Supposons que l'on fasse glisser dans ce tube un autre aimant permanent, de tel sorte que les pôles soient opposés, et que l'aimant du dessus soit de ce fait soulevé, par l'aimant du dessous....

Y a-t-il production d'énergie, dans ce système pour soulever le poid P de l'aimant du dessus ?

Moi, lorsque je maintient un gros boulet métallique au dessus de ma tête, je dois produire une énergie musculaire pour l'y maintenir...Je produis chaleur et entropie...

Le champ magnétique des aimants "permanent" finira t-il pas s'atténuer..s'user par action de l'entropie en supposant que qu'ils reste un temps trés grand dans cette position ?

L'aimantation correspond t'elle à une énergie qui serait accumulée dans la matière sous forme de structure...de néguentropie ?

La notion de magnétisme à t'elle un lien avec le principe d'incertitude d'Eisenberg, de la mécanique quantique ?
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[invite1ab59cc3]

Nota : Si l'aimant du dessous est un "electro-aimant"...Il ne soulève l'aimant du dessus que tant que la bobine est traversé par le courant...ce qui représent un travail, donc un production d'énergie...

Mais pour l'aimant dit "permanent" cela me semble plus mystérieux...Il faut bien qu'il y ai un production d'énergie quelque-part, et donc production d'entropie...non?

[Pio2001]

Il n'y a pas de production ou de consommation d'énergie, parce qu'aucune pièce n'est en mouvement. Donc aucune force ne travaille. C'est exactement comme si l'aimant était posé sur le sol. Le sol exerce une force égale et opposée au poids, mais ne fournit aucun travail.

Avec un électro-aimant, il faut que celui-ci soit supraconducteur pour qu'il n'y ait pas de pertes. A partir de là, je ne sais pas ce qui se passe.

Pour le muscle, il s'agit d'une machine imparfaite. On ne devrait se fatiguer que lorsqu'on déplace des objets, et pas quand on les maintient en place, mais apparament, il y a des pertes dans la conversion énergie chimique - énergie mécanique.

[invite8ef897e4]

Bonjour,

• Es-tu certain que la position d'équilibre de l'aimant en lévitation est stable ? Il existe un fameux théorème dû à Earnshaw selon lequel il est impossible d'obtenir une position statique de léviation avec des aimants permanents.
• Supposons que la situation échappe au théorème d'Earnshaw. Il n'y a pas d'apport d'énergie véritablement : l'aimant en lévitation ne peut pas continuer à diminuer son énergie potentielle gravitationnelle, car le gain en énergie cinétique devient inférieur au coût en énergie potentielle électromagnétique. Si de plus tu tentes de plaquer les deux aimants l'un contre l'autre (pratiquement), et que l'aimant du dessus "s'envole", c'est parce qu'au moment où tu as plaqué les deux aimants l'un contre l'autre, tu as mis une grande quantité d'énergie dans le système, comme si tu avais comprimé un ressort.
• Je n'ai pas retrouvé de référence, mais je suis presque certain qu'il s'agit de toute manière d'une situation quasi-statique : les deux aimants perdent leur magnétisation, très lentement, de sorte qu'à l'infini la lévitation est supprimée. J'aimerais beaucoup avoir plus de matière pour en discuter Notamment sur l'entropie du système.
• La notion de magnétisme existe en électromagnétisme classique, sans faire appel à la mécanique quantique. Je ne vois pas de lien direct avec le principe d'indétermination de Heisenberg.

EDIT : croisement avec Pio2000

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tropique]

et que l'aimant du dessus soit de ce fait soulevé, par l'aimant du dessous....

La force qui agit sur l'aimant du dessous va fournir le travail.

Moi, lorsque je maintient un gros boulet métallique au dessus de ma tête, je dois produire une énergie musculaire pour l'y maintenir...Je produis chaleur et entropie

C'est tout simplement que tes muscles sont imparfaits; si on te remplace par une statue en platre qui est ta copie parfaite (!), celle-ci n'aura besoin de dépenser aucune énergie pour le même role. Ce n'est que si le point d'application de la force se déplace qu'il y a travail, et ça, la statue ne saura pas le faire.

Le champ magnétique des aimants "permanent" finira t-il pas s'atténuer..s'user par action de l'entropie en supposant que qu'ils reste un temps trés grand dans cette position ?

Le champ d'un aimant finit par faiblir, mais pas pour cette raison: c'est à cause de phénomènes bassement matériels liés à la physique des matériaux et à la loi d'Arrhenius.

L'aimantation correspond t'elle à une énergie qui serait accumulée dans la matière sous forme de structure...de néguentropie ?

Pour aimanter un matériau, il faut fournir une certaine énergie qui y reste ensuite stockée, mais il n'y a rien de métaphysique là-dedans: c'est comparable à un changement de niveau d'énergie potentielle, comme lorsqu'on déplace une masse sur la planche du dessus d'une étagère.

Nota : Si l'aimant du dessous est un "electro-aimant"...Il ne soulève l'aimant du dessus que tant que la bobine est traversé par le courant...ce qui représent un travail, donc un production d'énergie...

Avec un électroaimant parfait (supraconducteur), il n'y aura une tension à ses bornes qu'au moment de l'application initiale de la source; ensuite, quand le systéme sera stabilisé et qu'il n'y aura plus de mouvement, la tension va tomber à 0 (pas le courant). Comme la puissance vaut le produit du courant par la tension, elle sera égale à 0, donc pas de production d'énergie.
A+

[invite1ab59cc3]

Je pense que la référence à un aimant supra-conducteur pose problème car :

1- La supra-conductivité à température ambiance, n'existe pas à l'état naturel...Il faut produire du froid pour la maintenir dans le temps, même si l'intensité semble nulle sur l'appareil de mesure...Il y a production d'entropie quelque-part...

La question que je pose dés lors c'est :

Peut-on considérer un aimant "Permanent" (Abus de language peut-être ) comme un accumulateur d'énergie ?

En fait il me semble abusif de dire que le poid soulevé par l'aimant ne bouge pas , donc ne produisant aucun travail...

J'ai plutôt l'impression que tout se passe comme-ci il tombait sous l'effet gravitationnel, d'une distance dl, et est soulevé de la même distantce dl, par l'aimant...( variations infinitésimales )

Il y aurait donc disspition d'énergie...et l'aimant de ce fait finira par perdre son aimantation ...

Cette interprétation est-elle correcte ?

Je n'ai pas retrouvé de référence, mais je suis presque certain qu'il s'agit de toute manière d'une situation quasi-statique : les deux aimants perdent leur magnétisation, très lentement, de sorte qu'à l'infini la lévitation est supprimée. J'aimerais beaucoup avoir plus de matière pour en discuter Notamment sur l'entropie du système.

Cette interprétation me semble la bonne....

[Tropique]

1- La supra-conductivité à température ambiance, n'existe pas à l'état naturel...Il faut produire du froid pour la maintenir dans le temps, même si l'intensité semble nulle sur l'appareil de mesure...Il y a production d'entropie quelque-part...

La notion d'état naturel est fort subjective, et dans ton cas assez teintée d'anthropocentrisme: 99.9999% de l'univers est à une T° de qques °K, parfaitement propice à l'utilisation de nombreux matériaux supraconducteurs connus actuellement sur terre. Et il n'y a me semble-t-il pas d'objection théorique à l'existence d'un matériau supraconducteur à T° ordinaire; simplement, la technologie ne l'a pas encore produit. Et dans les 0.000001% d'univers restant, il y a des objets comme les magnetars qui peuvent être considérés comme supraconducteurs. Les conditions intermédiaires, comme celles qui règnent sur terre sont rarissimes à l'échelle de l'univers.

Il y aurait donc disspition d'énergie...et l'aimant de ce fait finira par perdre son aimantation ...

L'aimant perd son aimantation qu'il ait ou non à fournir un "travail" (selon ta logique): au niveau microscopique, les domaines magnétiques finissent par se réarranger de façon aléatoire, phénomène qui dépend du matériau et de l'agitation thermique. Que l'aimant interagisse avec un autre ne change pas grand chose, tant que l'on ne s'approche pas du champ coercitif.
A+

[invite1ab59cc3]

Mais dans le cas qui me préoccupe l'aimant qui en soulève un autre...
Peut-on dire que cette situation accélère la dés-aimantation ?

[Tropique]

Mais dans le cas qui me préoccupe l'aimant qui en soulève un autre...
Peut-on dire que cette situation accélère la dés-aimantation ?

Que l'aimant interagisse avec un autre ne change pas grand chose, tant que l'on ne s'approche pas du champ coercitif.
A+

[invite8ef897e4]

99.9999% de l'univers est à une T° de qques °K, parfaitement propice à l'utilisation de nombreux matériaux supraconducteurs connus actuellement sur terre.

Ah oui, bon ben d'accord alors : je t'échange 1 tonne d'eau contre une tonne d'or. Chacun sais qu'à l'échelle de l'univers l'eau est ininiment plus précieuse que l'or
C'est un peu facile comme argument. Ici on parle plutôt d'applications concrètes, non ?

Et il n'y a me semble-t-il pas d'objection théorique à l'existence d'un matériau supraconducteur à T° ordinaire

Pas d'objection théorique certes. Néanmoins, la quasi-certitude qu'il faudrait trouver une nouvelle classe de matériaux. Par exemple, le très simple cristal est supra jusqu'à 138 °K...

The Next Breakthrough in Phonon-Mediated Superconductivity
Design for a Room Temperature Superconductor

Personellement je suis du même avis que Mumyo : l'interaction avec un autre aimant va accélerer la désaimantation. Je n'ai néanmoins aucun argument pour soutenir cette opinion.

[Pio2001]

Avec un électroaimant parfait (supraconducteur), il n'y aura une tension à ses bornes qu'au moment de l'application initiale de la source; ensuite, quand le systéme sera stabilisé et qu'il n'y aura plus de mouvement, la tension va tomber à 0 (pas le courant). Comme la puissance vaut le produit du courant par la tension, elle sera égale à 0, donc pas de production d'énergie.
A+

Je croyais qu'un électro-aimant ne générait de champ magnétique que lorsqu'il était alimenté. C'est faux pour les électro-aimants supraconducteurs ?

[Tropique]

Je croyais qu'un électro-aimant ne générait de champ magnétique que lorsqu'il était alimenté. C'est faux pour les électro-aimants supraconducteurs ?

J'ai pris soin de préciser que la tension tombait à 0 lorsque le sytème était stabilisé; le courant reste à sa valeur nominale. C'est le cas pour les aimants de RMN p.ex., ils sont "chargés" au courant nominal, bouclés, et ensuite gardent cette valeur de courant à qques ppm près pour un an ou deux.

C'est un peu facile comme argument. Ici on parle plutôt d'applications concrètes, non ?

Les principes théoriques sous-jacents ne varient pas en fonction de l'application concrète choisie; c'est plutot le contraire, et dire que de l'entropie négative va se manifester ou non pour peu que des conditions normales, pour nous humains, soient présentes, me parait anthropocentrique.
A+

[invite8ef897e4]

Les principes théoriques sous-jacents ne varient pas en fonction de l'application concrète choisie; c'est plutot le contraire, et dire que de l'entropie négative va se manifester ou non pour peu que des conditions normales, pour nous humains, soient présentes, me parait anthropocentrique.

D'une part je croyais qu'on parlait de deux aimants placés dans un verre sur une table, ici bas, les pieds sur terre. La température du rayonnement de fond cosmologique est donc hors sujet il me semble, et c'était le sens de ma remaque humoristique. De même,

des objets comme les magnetars qui peuvent être considérés comme supraconducteurs

semble parachuté d'on-ne-sait-où...

D'autre part, je ne te comprends pas ! Qui parle d'entropie négative ?

[philou21]

... C'est le cas pour les aimants de RMN p.ex., ils sont "chargés" au courant nominal, bouclés, et ensuite gardent cette valeur de courant à qques ppm près pour un an ou deux...

Un an ou deux ? notre RMN 500 tient depuis 11 ans...

[invitef0503bf7]

Je croyais qu'un électro-aimant ne générait de champ magnétique que lorsqu'il était alimenté. C'est faux pour les électro-aimants supraconducteurs ?

extrait de ce que tu site

la tension va tomber à 0 (pas le courant)

[Tropique]

Un an ou deux ? notre RMN 500 tient depuis 11 ans...

Je n'en doute pas, mais sur cette période il y a du y avoir une variation d'une dizaine de ppm, non?

[philou21]

Je n'en doute pas, mais sur cette période il y a du y avoir une variation d'une dizaine de ppm, non?

Bon, renseignements pris, la perte serait plutôt linéaire (moi j’attendais une exponentielle décroissante…) car de type résistif. Cette perte pour un 500 MHz serait entre 2 Hz (bon…) et 10 Hz (pas bon…) par heure. Ce qui nous donne entre 35 et 175 ppm/an. Voila, voila…

[invite1ab59cc3]

Pour reformuler ma question au sujet des 2 aimants quasi-permanents :
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H0 : deux aimants dont les champs s'opposent et provoquant la sustentation de l'aimant du dessus...

C'est de savoir si l'interaction des deux champs provoquant la sustentation de l'aimant du dessus....correspond ou non à une quantité d'énergie accumulée, dans la matière, qui subisssant la loi d'entropie provoque la disparition progressive de l'aimantation...
ou si l'aimantation restera permanente...toujours identique...
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H1 : un objet posé sur une table :

Quand un objet est posé sur une table...la situation peut perdurer un temps infini, parce qu'il y a conservation de l'énergie...La structure atomique de l'objet varie trés peu, la structure de la table varie trés peu, l'intégrité de la table étant assurée par l'énergie de liaison des atomes...Cette énergie est conservée, ne varie pas...

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H2 : Un objet posé sur un panneau de liège flottant dans une colonne d'eau...

Imaginons maintenant un modèle hydrolique ce n'est plus la table qui porte l'objet, mais un panneau de liège flottant dans une colonne d'eau...
En bas de la colonne, un robinet....
Si j'ouvre le robinet, la table de liège va descendre et plus le poid, posé sur le panneau de liège sera important, plus le débit au robinet sera important, plus l'energie libérée sera importante...Je pourrais même envisager de faire tourner une petite dynamo, avec ce débit d'eau...
la colonne d'eau symbolise une énergie potentielle, qui se libère par l'ouverture du robinet....Tant que le robinet est fermé, qu'il n'y a pas de fuite....l'énergie est conservée...
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Ma question revient à savoir, si le cas H0 est équivalent à la situation H2, avec le robinet bien fermé...conservation de l'énergie...

On bien doit-on au contraire considérer que le robinet possède un petit débit de fuite...Qui dans ce cas aboutira à la descente progressive de l'aimant supérieur, sous l'effet de son poid...

Passage de la structure sub-atomique d' un état moins probable (aimantation) à un état plus probable (perte d'aimantation)...

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