Air chaud - Air froid : pourquoi le 1er est-il plus léger que l'autre

[invite1814765f]

Ce phénomène est-il valable pour tous les milieux ?
Par exemple 2 billes d'acier identiques : l'une est chauffée , l'autre refroidie , que dira la balance ?
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[XK150]

Bonsoir .... ,

Pas plus que pour l'air , la masse d'acier ne disparaît pas quand on la chauffe .
Mais comme pour l'air , à volume identique , la masse chaude sera inférieure à la masse froide .
Pour les 2 cas , dilatation ....d' un gaz ou d'un solide .

[jiherve]

Bonsoir,
Si l'air est contenu dans une enceinte fermée sa masse et donc son poids ne varieront pas (voir loi de Mariotte) mais la pression augmentera avec la température,
pour un solide(hors sublimation) ou un liquide(hors évaporation) il n'y a pas non plus de variation.
JR

[roubidou]

Tu es sûr de toi là ? Une pièce métallique chauffée se dilate, non ? Pareil pour un liquide, même si c'est dans des proportions bien moindre que pour un gaz.

[A voir en vidéo sur Futura]

[jiherve]

Re
bien sur que cela se dilate mais la masse et donc le poids ne changent pas , la dilatation ne crée ni ne détruit de matière!

JR

[harmoniciste]

Ce phénomène est-il valable pour tous les milieux ?
Par exemple 2 billes d'acier identiques : l'une est chauffée , l'autre refroidie , que dira la balance ?

La dilatation ne change rien à la masse de la bille. Mais quand elle est dilatée par sa température (très peu), et plongée dans l'air, la poussée d'archimède augmente. La force appliquée sur le plateau de la balance est donc réduite, bien que le poids (m.g) reste inchangé.

[antek]

bien sur que cela se dilate mais la masse et donc le poids ne change pas . . .

Monsieur Archimède n'est pas d'accord . . .

[invite1814765f]

Merci pour vos réponses , mais cela ne me dit toujours pas pourquoi , au niveau d'une molécule par exemple , le fait d'être chauffée la fait se dilater et pourquoi une molécule dilatée devient plus légère que sa voisine . Re merci d'avance.

[harmoniciste]

Bonjour,
La molécule n'est pas vraiment dilatée par la température. C'est un peu comme dans un dancing: les danseurs de rock ne sont pas plus gros, mais leur agitation exige plus d'espace que pour danser un slow.

[XK150]

Re ,

Personne n'a écrit que les molécules dilatées sont plus légères que ses voisines froides , c'est faux , vous lisez mal les explications .

C'est le VOLUME occupé QUI AUGMENTE , les atomes de masse inchangée occupent plus de place et la masse volumique ( la densité ) du bloc de matière diminue .
La bille est " plus grosse " quand elle est chaude , c'est tout : sa masse est la même , son poids est le même sur une balance ( j'oublie volontairement
des corrections minimes , hors sujet , dont il vaut mieux ne pas parler pour vous embrouiller encore plus ...).

Quand au pourquoi de la dilation : https://fr.wikipedia.org/wiki/Dilatation_thermique

[jiherve]

bonsoir,

Monsieur Archimède n'est pas d'accord . . .

pour de l'acier le coefficient de dilatation linéaire est de 12*10^-6 donc le volume d'une sphère du même métal variera de 17*10^-16 la variation de la poussée d’Archimède exercée par l'air sera donc non mesurable :
1 litre d'acier "pése" en moyenne 7,8kgf et les 17*10^-16 litre d'air déplacés 2*10^-18 kgf soit presque 19 ordres de grandeur de moins!!
Si je ne me suis pas trompé dans mes calculs evidement.
JR

[RomVi]

La variation provoquée par la dilatation du métal n'est pas mesurable, et celle provoquée par la différence de masse volumique de l'air (température ou pression) est très faible, par contre toute personne qui a posé un objet quelques degrés plus chaud que la température ambiante sur une balance très précise à pu constater que la pesée est totalement instable.

[invite1814765f]

Re bonjour
Donc, si je lis bien les différents avis , une molécule "chaude" et une même molécule "froide" gardent exactement la même masse et le même poids ; mais alors pourquoi l'air chaud est-il plus léger que l'air froid ? (c'est ce qui est généralement admis !) et on en revient à la question du départ . En fait je n'arrive pas à comprendre que 2 molécules semblables mais à température différente puissent se différencier quant à leur "légèreté" constatée

[jacknicklaus]

Imagine un volume d'air dans un cylindre, avec deux pistons à chaque bout. Les pistons sont solidaires d'un ressort qui les relie tous deux.
A basse température, les molécules d'air sont lentes, les chocs sur les pistons peu énergétiques, les pistons restent proches de la position où les ressorts sont sans élongation.
A haute température, les molécules d'air sont rapides, les chocs sur les pistons très énergétiques, les pistons s'écartent et les ressorts sont tendus, le volume est agrandi. La masse volumique diminue.

comme tu le vois, les molécules ne changent pas. c'est leur vitesse qui impose qu'un même nombre de molécules rapides donc chaudes occupe plus de place que le même nombre de molécules identiques, lentes donc froides.

[XK150]

En fait je n'arrive pas à comprendre que 2 molécules semblables mais à température différente puissent se différencier quant à leur "légèreté" constatée

Parce que vous ne voulez pas vous débarrasser de votre idée fausse et examiner le problème autrement , malgré toutes les explications .

La clé est " MASSE VOLUMIQUE " . Vous ne voyez pas ( ou vous ne savez pas ) ce qu'est la masse volumique , ce n'est pas une insulte , juste un constat .
Masse volumique à froid , masse volumique à chaud d'une même quantité de matière .

[albanxiii]

Bonjour,

Dès le titre ça partait mal, puisqu'il indique que frcfrc confond densité et masse (ou poids).

Quand j'insiste pour que les personnes qui posent des questions clarifient leur vocabulaire et soient précis sur le sens des mots on peut croire que c'est de l'enc* de mouche, mais "la suite lui prouva que non" (extrait de Gare au gorille, Georges Brassens).

Vous pouvez donner toutes les explications que vous voulez, amha c'est une perte de temps tant que le français n'est pas maîtrisé.

[antek]

En fait je n'arrive pas à comprendre que 2 molécules semblables mais à température différente puissent se différencier quant à leur "légèreté" constatée

Dans ce cadre raisonner avec une molécule chaude et une molécule froide n'a pas de sens.
C'est une masse, un gros tas de molécules qui constituent un volume d'air chaud ou froid, auquel s'applique Archimède.

[jiherve]

Bonsoir,

par contre toute personne qui a posé un objet quelques degrés plus chaud que la température ambiante sur une balance très précise à pu constater que la pesée est totalement instable.

en effet mais çà c'est du à la convection c'est pour çà que les balances très précises étaient encloses dans une boite vitrée et qu'il fallait faire un peu d'apnée lors de la manipulation.

JR