Qui est la cause de londe de choc?

[Youri Gagarine]

Bonjour,
Une question sur les explosions:

C'es la chaleur qui cause l'onde de choc pendant une explosion, ou c'est l'accroisseman du volume des réactifs qui cause londe de choc?

Merci pour votre aide.
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[invitef29758b5]

C'es la chaleur qui cause l'onde de choc pendant une explosion, ou c'est l'accroisseman du volume des réactifs qui cause londe de choc?

Non , l' onde est la propagation d' une pression due à la température .
L' accroissement de volume provoque le souffle .

[Deedee81]

Salut,

C'est les deux : l'augmentation du volume de gaz est dû tant à la production de gaz qu'à la chaleur (dilatation).
L'onde de choc est caractéristique de la détonation (contrairement à la déflagration) et est souvent dangereuse voire mortelle.

[XK150]

Bonjour ,
Je ne dirai pas vraiment la même chose , au moins dans une bombe nucléaire .
Il n'y a aucun accroissement de volumes des réactifs ( au contraire , en toute rigueur , il y a perte de masse ...) .
Tout les dégâts sont dûs à la quantité d'énergie dégagée sous forme de chaleur ( ou presque ) .

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Croisement

Tiens on s'est un tantinet contredit. Mais en fait je ne parlais que de l'augmentation de volume.

Et toi :

Non , l' onde est la propagation d' une pression due à la température .
L' accroissement de volume provoque le souffle .

de l'onde de choc proprement dite, et tu as raison.

[Deedee81]

Bonjour ,
Je ne dirai pas vraiment la même chose , au moins dans une bombe nucléaire .
Il n'y a aucun accroissement de volumes des réactifs ( au contraire , en toute rigueur , il y a perte de masse ...) .
Tout les dégâts sont dûs à la quantité d'énergie dégagée sous forme de chaleur ( ou presque ) .

Il y a tout de même une puissante onde de choc (très très gros dégats), suivie d'une onde de chaleur (encore plus destructrice, ça c'est vrai), suivi des retombées radioactives (mortelles aussi et très vite si proche de l'explosion et protégé du souffle thermique, j'avais vu la descriptions de cas épouvantables à Nagasaki).

[XK150]

re ,
Je ne parle pas des phénomènes , ni de leur appellation :
Le demandeur propose une augmentation de volumes des réactifs : il n'y a pas d'augmentation de volumes des réactifs nucléaires :
les atomes présents ne grossissent pas et ne font pas des petits , au contraire , ils en perdent ...

[invitef29758b5]

Bonjour ,
Il n'y a aucun accroissement de volumes des réactifs

Il y a bien un accroissement de volume du à l' augmentation de température .

Bonjour ,
( au contraire , en toute rigueur , il y a perte de masse ...) .

Perte de masse n' implique pas diminution de volume .

[Deedee81]

Attention, on a eut de multiple croisement (on a fait fort là), dans le message 5 c'est uniquement à dynamix que je répondais

les atomes présents ne grossissent pas et ne font pas des petits , au contraire , ils en perdent ...

Tiens, anecdotique mais pour des raisons de liaisons chimiques et d'occupation électronique, lors des transmutations radioactives (pas une bombe !!!), il doit y avoir de petites variations de volume. Je me demande dans quelles proportions.
(sauf radium -> radon, là la variation est importante, évidemment).

Et une question que je me pose : à Fukushima, lors de l'accident, il y a eut des dégâts suite au dégagement important (et non évacué) d'hydrogène. Il venait d'où cet hydrogène.

(Youri, désolé, on est sans doute un peu HS là, mais je cesse le HS)

[XK150]

il y a accroissement du volume de l'air ambiant . Maintenant si 20 l de réactifs nucléaires sont devenus 40 L , on est bien avancé ...

[XK150]

Fukushima : formation d' hydrogène par oxydation des gaines combustibles zircaloy au contact de la vapeur eau : Zr + H2O > H2 + ZrO

[Deedee81]

D'accord, pour Fukushima, j'ai compris.

Merci XK150

il y a accroissement du volume de l'air ambiant . Maintenant si 20 l de réactifs nucléaires sont devenus 40 L , on est bien avancé ...

Oui, dynamix, là XK150 parlait bien des réactifs
Et l'onde de choc est due essentiellement au dégagement colossal de température (de l'ordre du million de degré, excusez du peu) de l'air juste au niveau de la bombe.

P.S. je crois qu'on a fait le tour là, je propose d'arrêter là avec le nucléaire. Je sais (autres messages) que la question de Youri n'a strictement rien à voir avec le nucléaire

[invitef29758b5]

Maintenant si 20 l de réactifs nucléaires sont devenus 40 L , on est bien avancé ...

A 30 millions de degrés ça fais plus que 40 l

[XK150]

A 30 millions de degrés ça fais plus que 40 l

Oui , soyons scientifiquement honnête ... TOUS les matériaux constituants sans exception sont évidemment vaporisés ...

[invite11e73fa8]

Une onde de choc est un type d'onde, mécanique ou d'une autre nature, associé à l'idée d'une transition brutale. Elle peut prendre la forme d'une vague de haute pression, et elle est alors souvent créée par une explosion ou un choc de forte intensité.
merci wikipedia
abstrait mais c'est déja plus dans le sujet

[obi76]

Elle peut prendre la forme d'une vague de haute pression

Si wikipedia dit ça c'est faux : le saut de pression peut etre aussi faible que l'on veut (les conditions thermodynamiques à sa formation sont connues, quelle qu'elle soit).

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Pour moi, une onde de choc est une onde dont l’amplitude est suffisamment grande pour que les paramètres qui déterminent sa vitesse de propagation soient modifiés et la vitesse augmentée.
Pur les gaz c’est la température, car la vitesse dépend de la température. Or, pendant la phase de compression le gaz est chauffé adiabatiquement et la vitesse de propagation de cette région augmente. Ainsi, une onde sinusoïdale au départ verra ses crêtes augmenter de vitesse et ses creux en diminuer. Elle aura tendance à devenir une onde en dent de scie, avec un front descendant abrupte.
Quand l’onde est générée par une explosion elle forme vite un front d’onde à haute température (que l’on voit dans certaines vidéos d’explosions). À l’arrière du front, la vitesse est plus grande que devant le front. Ainsi les petites perturbations rattrapent le front et augmentent le phénomène.

Dans l’eau c’est similaire : la vitesse des ondes dépend de la profondeur. Ainsi le haut des vagues va plus vite que le bas, quand la profondeur diminue, comme quand les vagues arrivent sur une plage : ce sont les rouleaux.
C’est aussi le phénomène du mascaret, qui commence avec un monte lente due à la marée et finit par une vague abrupte qui remonte les rivières.
Et c’est aussi le phénomène des crues des torrents de montagne ou de lâcher d’eau des barrages qui créent un front d’onde subit qui n’est précédé que par le bruit qu’il crée.
Au revoir.

[obi76]

Re-bonjour,

Pour moi, une onde de choc est une onde dont l’amplitude est suffisamment grande pour que les paramètres qui déterminent sa vitesse de propagation soient modifiés et la vitesse augmentée.
Pur les gaz c’est la température, car la vitesse dépend de la température. Or, pendant la phase de compression le gaz est chauffé adiabatiquement et la vitesse de propagation de cette région augmente.

En fait pour les gaz, c'est un peu plus compliqué que ça. En fait vous avez 3 possibilités. Vous avez une discontinuité (de température / pression, masse volumique, peu importe), celle-ci va se propager selon :
- une onde de détente d'un coté (ce qui signifie que le gaz va passer continuement d'un état à un autre) et une onde de choc de l'autre (le gaz passe instantanément de l'un à l'autre)
- 2 ondes de détente
- 2 ondes de choc

Le fait que les ondes derrières l'onde de choc la rattrape ne peut se faire QUE si la vitesse du son post-choc est supérieure à celle pré-choc (ce qui est généralement le cas). Et seules les ondes de pression peuvent la rattraper dans le cas général. En effet, pour une onde de choc de quelques Mach, le souffle derrière l'onde n'excède pas quelques dizaines de m/s, soit nettement moins que la vitesse du son.

Dans le cas plus marginal où la pression post-choc est telle que le gaz va plus vite que le son avant ne se produit que dans quelques rares cas.

En fait, les chocs en méca flu (je ne parle pas de rupture de barage ou de discontinuité sur une surface libre) sont très complexes à appréhender. Plein de cas différents peuvent apparaitre. Après qui est la cause ou la conséquence... les 3 grandeurs caractéristiques du gaz sont liées (masse volumique, température et vitesse) entre avant et après le choc.

Pour résumer les "causes" d'une onde de choc, elles peuvent etre :
- augmentation très brutale de l'énergie calorifique -> discontinuité de celle-ci -> gaz parfaits -> tout le reste suit
- augmentation brutale de la masse volumique -> discontinuité de celle-ci -> gaz parfaits -> [etc]
- discontinuité de la vitesse du gaz
- discontinuité de la pression du gaz (cause acoustique)

Ce dont parle LPFR, c'est lorsque l'on a transition d'une déflagration à une détonation, mais ça c'est encore un autre problème, très nettement plus complexe (par exemple dans un tube rugueux, une déflagration peut donner lieu à une onde de choc, j'ai encore eu l'occasion de le faire en labo avant hier : dans un milieu où une flamme se propage à 2m/s, en mettant des obstacles une onde de choc à Mach 3 est apparue, effectivement à cause des remontées acoustiques qui se sont accumulées...).

[invite6dffde4c]

Re.
Petite précision : quand je parle de vitesse et de déplacement, il s’agit uniquement de celle de la perturbation et non du support.
Et quand je dis « pour moi » je peux ajouter « et pour Feynman » car c’est bien chez lui ou j’ai trouvé ses explications.
A+

[obi76]

Petite précision : quand je parle de vitesse et de déplacement, il s’agit uniquement de celle de la perturbation et non du support.

Ha d'accord, je n'avais pas compris ça

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Voici le lien vers le Feynman:
http://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_51.html
Au revoir.

[Youri Gagarine]

Je sais (autres messages) que la question de Youri n'a strictement rien à voir avec le nucléaire

C'était pas la raison de ma question initiale, mais puisqu'on en parle: de combien augmenterait un volume d'air avec une brusque augmentation de température de un million de degrés?
Cela doit être simple à calculer non?

[invite6dffde4c]

C'était pas la raison de ma question initiale, mais puisqu'on en parle: de combien augmenterait un volume d'air avec une brusque augmentation de température de un million de degrés?
Cela doit être simple à calculer non?

Bonjour.
Dans ce cas, qu'attendez-vous ?
(C'est extrêmement merdique à calculer. Il ne s'agit plus de gaz parfaits mais d'un plasma).
(Même en connaissant le volume).
Au revoir.

[Youri Gagarine]

Bonjour.
Dans ce cas, qu'attendez-vous ?
(C'est extrêmement merdique à calculer. Il ne s'agit plus de gaz parfaits mais d'un plasma).
(Même en connaissant le volume).
Au revoir.

Non, c'est juste pour savoir, comment on calcule l'augmentation d'un volume de gaz selon la température.
On utilise PV=nRT?
Ah, alors s'il faut intervenir les plasmas et que c'est merdique à calculer, alors tant pis.

[Deedee81]

Salut,

On utilise PV=nRT?
Ah, alors s'il faut intervenir les plasmas et que c'est merdique à calculer, alors tant pis.

Tu peux toujours utiliser PV=nRT pour avoir une idée, une estimation.... mais sans garantie sur le résultat. J'ignore si ce sera imprécis ou totalement farfelus. Faut essayer.

[obi76]

Dans un cas aussi extrême, on est complètement hors équilibre thermodynamique. Il n'y a pas d'équation d'état valable, il faut passer par de la physique statistique.

[Deedee81]

Dans un cas aussi extrême, on est complètement hors équilibre thermodynamique. Il n'y a pas d'équation d'état valable, il faut passer par de la physique statistique.

Ou carrément la simulation numérique. C'est je suppose une des raisons pour laquelle les essais "virtuels" des bombes H se font maintenant sur des supercalculateurs. Si quelques expériences simples additionnées d'équations bien pensées suffisaient, je suppose qu'ils ne s'en seraient pas privés. (en réfléchissant des expériences il y en a, c'est un des usages pour la fusion inertielle).

[obi76]

Des simulations pour résoudre des équations de Boltzmann, dans pas mal de domaines ça se fait (neutronique, mécaflu basse pression, fusion nucléaire genre ITER, etc). Mais c'est vrai que c'est très, très cher, car c'est de la 6D (parfois 5). 3 dans l'espace, et 3 dans l'espace des vitesses.

[Youri Gagarine]

D'accord j'ai compris, c'est pas avec pv égale ènerté que je vais savoir de combien augmente le volume de gaz lors d'une explosion atomique.

[obi76]

D'accord j'ai compris, c'est pas avec pv égale ènerté que je vais savoir de combien augmente le volume de gaz lors d'une explosion atomique.

Quel gaz, en quelle quantité initialement, déjà... ?