D'où vient la chaleur? Agitation moléculaire seulement?

[evrardo]

Bonjour,
si je me souviens bien de mes cours de physique, la chaleur provient de l'agitation des atomes et molécules.
Est ce que la chaleur pourrait avoir une autre cause?

Merci pour vos explications.
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[mach3]

Dans un système il y a des particules, qui sont en interaction et qui bougent, donc qui possèdent chacune de l'énergie potentielle et de l'énergie cinétique. Le total de tout ça c'est l'énergie interne.

La température d'un système est liée à l'énergie cinétique moyenne des particules qui le constitue (les électrons, les noyaux mais aussi les photons). Plus la température est élevée, plus l'énergie cinétique moyenne est élevée. La dépendance exacte entre les deux dépend du système. Elle est par exemple linéaire dans cas d'un gaz parfait.

Deux systèmes peuvent échanger de l'énergie de plusieurs manières. Si on reste dans le cadre de systèmes fermés (pas d'échanges de matière), il y a deux types d'échanges : le travail et la chaleur. Le travail est le transfert de mouvements des particules d'un système vers celles de l'autre dans une direction privilégiée (par exemple seulement les mouvements vers la droite), il s'accompagne d'un transfert de quantité de mouvement. La chaleur est le transfert des mouvements sans direction privilégiée (pas de transfert de quantité de mouvement).

Deux systèmes de températures différentes vont échanger de la chaleur, l'un perdant de l'énergie interne au profit de l'autre.

m@ch3

[invitec998f71d]

Je suis d accord avec çà .
Mais quand on touche une theiere brulante par sa droite on ne ressent pas ses molecules qui
vont vers la gauche.

[evrardo]

Je suis d accord avec çà .
Mais quand on touche une theiere brulante par sa droite on ne ressent pas ses molecules qui
vont vers la gauche.

?????????????????

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

Est ce que la chaleur pourrait avoir une autre cause?

Tous les niveaux d'énergie accessibles peuvent servir de réserve de chaleur : dans les gaz chauds, les atomes peuvent avoir des changement de niveaux électroniques, ce qui leur permet de devenir lumineux et de donner des couleurs particulières. L'énergie des niveaux excités rentrent dans le bilan thermique.

A très basse température ( < 1K) l'essentiel de l'énergie thermique des solides provient des couplages entre moments magnétiques nucléaires, pour les paramagnétiques, ces énergies permettent la réalisation de pompes à chaleur magnétiques.

[invitec998f71d]

je peux etre brule par un mince filet d eau tres chaude car ses molecules sonr energetiques
si j ai un filet d eau tiede et in systeme mecanique qui m envoit ses molecules beaucoup plus
rapidement vais je ressentir une sensation de chaleur equivalente?

[phys4]

Il existe un exemple classique pour la vitesse comme effet de température :
un avion volant à 3000 km/h dans la haute atmosphère, se trouve dans un air dont la température est d'environ -50°C, cependant il ressent une température élevée qui peut lui fondre les ailes.
C'est ce que l'on appelle le mur de la chaleur par analogie avec le mur du son, bien que l'effet soit progressif.

[coussin]

Il existe un exemple classique pour la vitesse comme effet de température :
un avion volant à 3000 km/h dans la haute atmosphère, se trouve dans un air dont la température est d'environ -50°C, cependant il ressent une température élevée qui peut lui fondre les ailes.
C'est ce que l'on appelle le mur de la chaleur par analogie avec le mur du son, bien que l'effet soit progressif.

Ou les astéroïdes qui brûlent en entrant dans l'atmosphère à très grande vitesse ?

[trebor]

Ou les astéroïdes qui brûlent en entrant dans l'atmosphère à très grande vitesse ?

Bonjour à tous,
Ainsi que lorsque l'homme a trouvé le moyen de faire du feu par rotation rapide d'une tige de bois en contact avec de l'herbe sèche.
Ainsi q'en utilisant la pierre à feu.
https://www.google.be/search?q=pierr...+feu&tbm=vid&*

[Deedee81]

Salut,

Ou ce que Joule a fait pour établir l'équivalence (énergétique) entre chaleur et travail :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_de_Joule

[invitec998f71d]

quand on a un hamiltonien d interaction quelle est la partie thermique?

[Deedee81]

Salut,

quand on a un hamiltonien d interaction quelle est la partie thermique?

Si tu parles d'un hamiltonien entre particules, il n'y a pas de partie thermique car c'est un concept macroscopique/statistique.
Et pour les systèmes macroscopiques je ne suis pas sûr qu'on puisse décrire cela par la mécanique analytique. J'ai surtout utilisé la fonction de partition.

[Quarkonium]

je peux etre brule par un mince filet d eau tres chaude car ses molecules sonr energetiques
si j ai un filet d eau tiede et in systeme mecanique qui m envoit ses molecules beaucoup plus
rapidement vais je ressentir une sensation de chaleur equivalente?

Non car, comme l'a expliqué mach3 dans sa première réponse, la chaleur est liée au mouvement désordonnée des atomes/molécules du système. Dans le cas d'un jet d'eau plus rapide que le précédent, sa température n'augmente pas car le mouvement des molécules privilégie une direction ; cela est différent de l'agitation thermique, qui ne connait pas de direction privilégiée.

[Deedee81]

Salut,

Sous les frottements, la viscosité,... le travail mécanique (ordonné) se transforme en chaleur (désordonné, voir l'expérience de Joule plus haut).
Mais il est clair qu'avec un jet d'eau, il n'y a qu'une faible partie de l'énergie mécanique qui va être transformée en chaleur dans la main.

Par contre, l'effet devient beaucoup plus important avec de très haute vitesse. Ce n'est pas pour rien qu'il faut équiper les engins spatiaux de boucliers thermiques lorsqu'ils reviennent dans l'atmosphère.

[trebor]

Bonjour à tous,

Dans le cas du découpage des métaux avec un jet d'eau, la chaleur intervient-elle ?

Vu ici :
https://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A...ge_jet_d%27eau
L'eau sous très haute pression (jusqu'à 6150 bars) sort de la buse de découpe :

à une vitesse de 900 m/s à 4135 bars (environ 3 fois la vitesse du son)
à une vitesse de 1 200 m/s à 6150 bars (environ 4 fois la vitesse du son)

Et plus ici :
https://www.google.be/search?q=d%C3%...I8TG8AeQtbCQBA

Bonne journée à tous

[Deedee81]

Salut,

C'est plutôt un découpage mécanique. Vu les vitesses en jeu, je ne serais pas si étonné qu'une partie non négligeable soit transformée en chaleur, mais vu le débit d'eau, cette chaleur est sans doute évacuée efficacement. A confirmer (je n'ai jamais pratiqué ce genre de découpe).

[invitec998f71d]

Dans le cas de l echauffemenr de l aile d un avion supersonique les molecules ne semblent pas
desordonnees elles proviennent toutes de la meme direction avec la meme energie,
et pourtant la definition de la chaleur insiste sur le cote desordre,

[phys4]

Dans le cas de l echauffemenr de l aile d un avion supersonique les molecules ne semblent pas
desordonnees elles proviennent toutes de la meme direction avec la meme energie,
et pourtant la definition de la chaleur insiste sur le cote desordre,

Et pourtant ça chauffe beaucoup, pour les météorites aussi.
Les molécules ont une direction donnée, mais dès qu'elles rentrent en contact avec l'objet, leur direction devient quelconque ou presque.
L'important dans ce cas c'est l'énergie cinétique des molécules qui rentrent en contact, la température de l'air concerne les vitesse des molécules l'une par rapport à l'autre, pour l'objet qui se déplace à grande vitesse la température ressentie n'est pas celle de l'air.

[invitec998f71d]

peut on faire apparaitre dans les formules ce qui est chaleur et autre energie?

[Deedee81]

Salut,

peut on faire apparaitre dans les formules ce qui est chaleur et autre energie?

Dans les équations fondamentales, non, la chaleur étant essentiellement un phénomène macroscopique et statistique.
Par contre, en thermodynamique c'est automatique, On note la chaleur Q et le travail W (et plus généralement sous ses différentes formes, énergie interne U, travail des forces de pression PdV, etc...)
Ce qu'on fait donc c'est séparer les différentes contributions de l'énergie, l'une d'elle étant la chaleur.

[Amanuensis]

Dans un usage rigoureux, "chaleur" réfère seulement à un transfert (comme travail).

Dans le titre (et dans certains messages dans ce fil), "chaleur" est utilisé pour "température". (Comme dans le langage courant, d'ailleurs: chaud, ou la chaleur d'un objet, réfère à la température. Première définition dans le Tlfi, "Température plus ou moins élevée d'un corps, d'un lieu, perceptible par l'homme.") Mais ce n'est pas l'usage en physique.

Ce qui est lié à l'agitation moléculaire (l'agitation thermique) est la température.

Chaleur ne s'oppose pas à énergie, mais à travail.

Et ce qu'on sépare dans les équations concernant un transfert d'énergie est entre chaleur et travail.

Dans les équations d'état on parle d'énergie mais pas de chaleur ; dans quelques cas on parle de "chaleur latente", mais comme l'adjectif l'indique, c'est virtuel, cela parle d'un transfert éventuel.

Enfin, dans l'énergie (interne) d'un état, on sépare énergie thermique (liée à la température, et à l'agitation moléculaire) et l'énergie potentielle interne.

[evrardo]

Dans un usage rigoureux, "chaleur" réfère seulement à un transfert (comme travail).

Dans le titre (et dans certains messages dans ce fil), "chaleur" est utilisé pour "température". (Comme dans le langage courant, d'ailleurs: chaud, ou la chaleur d'un objet, réfère à la température. Première définition dans le Tlfi, "Température plus ou moins élevée d'un corps, d'un lieu, perceptible par l'homme.") Mais ce n'est pas l'usage en physique.

Ce qui est lié à l'agitation moléculaire (l'agitation thermique) est la température.

Chaleur ne s'oppose pas à énergie, mais à travail.

Et ce qu'on sépare dans les équations concernant un transfert d'énergie est entre chaleur et travail.

Dans les équations d'état on parle d'énergie mais pas de chaleur ; dans quelques cas on parle de "chaleur latente", mais comme l'adjectif l'indique, c'est virtuel, cela parle d'un transfert éventuel.

Enfin, dans l'énergie (interne) d'un état, on sépare énergie thermique (liée à la température, et à l'agitation moléculaire) et l'énergie potentielle interne.

Ok, merci pour l'explication.
Donc pour en terminer: la chaleur ne peut être causée que par une agitation moléculaire.
C'est ça?