Température ambiante et objets

[lordchameau]

Bonjour,

Selon la loi de refroidissement de Newton nous obtenons un graphique avec une asymptote égale à la température ambiante. Pourtant il est souvent dit que les objets qui sont dans une pièce pendant une longue période atteignent la température ambiante. Je ne comprends pas comment cela est possible puisqu'on ne devrait pas pouvoir atteindre l'asymptote. Est-ce que c'est parce que l'on juge la différence de température négligeable que l'on considère que l'objet atteint la température ambiante même si ce n'est pas tout à fait vrai.

Merci
-----

[Paraboloide_Hyperbolique]

Bonjour,

Deux choses:

1. La loi de refroidissement de Newton est la modélisation mathématique d'un phénomène physique. Comme dans toute modélisation, il y a des hypothèses simplificatrices (pour pouvoir mener à bien les calculs). L'une d'elle est que la matière est vue comme continue et que les échanges d'énergies peuvent se faire avec des quantités aussi petites que souhaitées. En pratique ce n'est bien sûr pas le cas: la matière est discontinue (constituée d'atomes) et les échanges d'énergies ne peuvent pas être arbitrairement petits. Cependant, à notre échelle, ces hypothèses sont raisonnables (elles ne le sont plus à l'échelle du nanomètre).

2. La physique est FAPP (For All Pratical Purposes - a toutes fins pratiques). Arrive un moment, où il n'est plus possible de mesurer la différence de température entre un objet et son environnement. A toutes fins pratiques on les considère alors égales. Pourquoi les considérer différentes s'il n'y a pas moyen de le savoir ?

[Deedee81]

Salut,

En plus du (2) de Paraboloide, ou plutôt en parallèle, il faut noter que la température n'est jamais totalement uniforme (à moins de taper la pièce dans une énorme bombe calorimétrique pendant une longue durée.
Et donc l'objet peut rapidement atteindre une température comprise dans la fourchette de ces variations (petites ou grandes).

Et pour le (1), juste une précision, pour des objets macroscopiques, les fluctuations discrètes c'est plus qu'une hypothèse : c'est même totalement impossible à mesurer (à moins de travailler proche du zéro absolu ou de chauffer l'objet avec des rayons gammas durs ). Tout comme les fluctuations statistiques de température et autres grandeurs macroscopiques. Par contre ça peut se mesurer à petite échelle (où le concept de température tend à perdre son sens puisque c'est justement une grandeur statistique).

Enfin, précisons que la loi de Newton est approchée, en particulier pour divers phénomène de transmission/réflexion et les capacités thermiques qui peuvent varier avec la température. Sur une faible variation de température c'est relativement négligeable (mais pas toujours !). Et si on veut en tenir compte il vaut mieux se tourner vers la théorie de la chaleur de Fourier.

[coussin]

Pour compléter ce que dit DeeDee, le domaine de la "thermodynamique quantique" a subit un fort essor ces dernières années. Il s'agit de l'étude des concepts de thermodynamique classique (transferts de chaleur, etc...) appliqués à des objets quantiques. Je crois qu'on a ainsi réalisé un cycle de Carnot avec une molécule unique

[A voir en vidéo sur Futura]

[lordchameau]

Merci beaucoup!

[alaink]

Bonjour , je rebondis sur cette question pour discuter d'un point que je n'ai jamais compris:
- la température d'un objet est liée à l'agitation des molécules qui le composent, plus précisément leur énergie cinétique.

Or si on fournit une impulsion identique (intensité et direction) à toutes les molécules d'un objet dans le vide, en résumé, on "lance l'objet", il me semble que sa température ne varie pas du tout alors que la vitesse de chacune de ses molécules a pourtant été augmentée.

Ne faudrait-il pas aussi tenir compte d'un référentiel de mouvement pour établir le lien entre température et mouvement?

[coussin]

La température n'est pas la vitesse (absolue) des molécules mais la dispersion des vitesses autour de la vitesse moyenne.