Bonjour à tous,
J'aimerais vous poser quelques questions au sujet de l'énergie:
- l'énergie en tant que telle est-elle un concept un peu fourre-tout ?
- ou au contraire, en a t-on une définition exacte ?
- l'énergie contenue dans une étoile, un atome ou un corps
humain, est-ce la même énergie ?
- peut-on dire que par définition l'énergie a un caractère instable ?
- existe t-il un lien entre l'énergie et l'entropie ?
Merci de vos réponses.
Petite question subsidiaire : énergie=production de chaleur ?
Salut!Bonjour à tous,
OK!J'aimerais vous poser quelques questions au sujet de l'énergie:
En tout sur le Glossaire de Futura-Science je n'ai pas trouvé de définition pure et dure pour le mot "énergie".- l'énergie en tant que telle est-elle un concept un peu fourre-tout ?
- ou au contraire, en a t-on une définition exacte ?
On pourrais généraliser avec: Principe actif, fondamental et initial, de l'Univers.
Même s'il existe différentes sortes d'énergie (nucléaire, thermique, cinétique, potentielle,...) tout tends vers une seule et unique base (mais quoi?).- l'énergie contenue dans une étoile, un atome ou un corps humain, est-ce la même énergie ?
- peut-on dire que par définition l'énergie a un caractère instable ?
L'énergie d'un système tends à atteindre un niveau d'intensité le plus bas possible, ce qui explique entre-autre l'irréversibilité du temps.- existe t-il un lien entre l'énergie et l'entropie ?
Mais je t'en prie!Merci de vos réponses
Envoyé par Mistick
production de chaleur = production d'énergie (thermique) (càd d'énergie sous forme de chaleur, comme le fait si bien notre corps humain!)
Bonjour,
L'énergie n'est pas un concept fourre-tout, loin de là. Mais il se trouve qu'il est assez complexe de définir ce complexe.
Une définition très précise et rigoureuse est la suivante : soit un système invariant par translation dans le temps (ie les équations qui le régissent sont invariante par translation dans le temps). Alors il existe une quantité conservée associée que l'on appelle énergie (la démonstration se fait au sein du formalisme lagrangien de la mécanique). Mais c'est un concept qui semble purement mathématique, je ne suis pas sûr que l'on puisse s'en faire une image sans avoir été habitué à manier le concept...
Après pour mieux saisir le concept, on peut utiliser d'autres définitions qui se ramènent en fait à celle-là (mais pas toujours de façon triviale).
Je t'invite à regarder ces divers fils où la question a déjà été soulevée :
http://forums.futura-sciences.com/sh...ight=%E9nergie
http://forums.futura-sciences.com/sh...ight=%E9nergie
http://forums.futura-sciences.com/sh...ight=%E9nergie
Sinon il existe un lien entre énergie et entropie, cf cours de méca stat.
Enfin production de chaleur = énergie, le contraire n'est pas vrai (il n'y a pas toujours production d'énergie thermique lors de production d'énergie).
Bonsoir,
Il n'y a quand même rien de bien satisfaisant dans tout ça, y inclus les trois fils mentionnés (vite parcourus...).
Il n'y a pas d'auteur connu, physicien ou philosophe, qui ait donné une réponse qui se tienne? Le temps, l'espace, ils en mettent des brouettes et des brouettes, l'énergie, rien?
(Et l'action, encore moins... ma grandeur physique fétiche, à moi, c'est l'action... Et bien, on ne pose même pas de question à son propos. Au moins l'énergie, la question est posée!)
Cordialement,
Alors là mmy, permet moi de sursauter ! En quoi la définition donnée au sein du formalisme lagrangien ne te satisfait pas ?
Et sinon les autres défs données dans les fils mentionnés, en quoi ils te déplaisent ? (là je peux comprendre)
Bonsoir!
Elle n'est pas satisfaisante, simplement parce que le Lagrangien a la grandeur d'une action. Le principe de Noether dit qu'à une symétrie du Lagrangien, c'est à dire d'une fonction qui donne l'action d'un système, correspond un invariant. En conséquence, l'énergie c'est de l'action par unité de temps... Mais ça soulève des tas de questions
- c'est quoi l'action?
- c'est quoi un invariant? Quelque chose qui ne change pas dans le temps. Et on parle de translation dans le temps comme la symétrie donnant l'énergie(1)
Tu comprendras mieux mon point comme suit: si je te dis, la quantité de mouvement, c'est l'invariant correspondant aux translations dans l'espace; tu trouves cela satisfaisant comme définition de la quantité de mouvement?
Cordialement,
(1) Ca on doit pouvoir le contourner, mais je n'ai jamais vu ce contournement écrit...
Depuis quand la production de chaleurest-elle de l'énergie ? Ce serait plutot la chaleur qui est une forme d'énergie eet non sa production!
En plus, comme l'énergie est une grandeur conservée, on ne peut pas en produire...
Bsr à tous,
Serait il POSSIBLE qu'à partir de questions posées, SEMBLE t il, par qq néophytes, que les réponses soient EXPRIMES avec SIMPLICITE et ne pas partir sur des réponses dignes d'amphi de faculté (la démonstration se fait à partir du prinçipe Langragien ....,Le prinçipe de Noether dit qu'à une symétrie etc..., j'en passe et des meilleures !!).
C'est bien beau d'étaler la confiture,mais ça ne fait pas avançer le schimlblic....Si vous pouviez fair un effort dans ce sens !!MERCI pour TOUS ce qui attendent des formulations et explications à leur portée.
Cordialement
Ok, la question est posée.. Je suis d'accord, il faut définir l'action.
Là par contre je n'ai pas de soucis : pour moi invariant par translation spatiale = si je fais t'=t+a dans le lagrangien les équations d'Euler-Lagrange sont encore vérifiée.- c'est quoi un invariant? Quelque chose qui ne change pas dans le temps. Et on parle de translation dans le temps comme la symétrie donnant l'énergie
[quote]
Tu comprendras mieux mon point comme suit: si je te dis, la quantité de mouvement, c'est l'invariant correspondant aux translations dans l'espace; tu trouves cela satisfaisant comme définition de la quantité de mouvement?
Cordialement,/QUOTE]
Bah pourquoi pas, c'est mathématiquement rigoureux non ?
Bon sinon Bruno pas besoin de monter sur tes grands chevaux
Tu m'as très bien compris...
f6bes, tu as tout as fait raison. Mais il n'y a pas de réponse répondant à tes critères. Du moins je n'en ai jamais rencontrée.
L'énergie est un concept à la fois extrèmement important en physique, et très élusif.
On peut toujours s'amuser à en lister les différentes versions et applications, mais ça ne répond pas à la question...
Cordialement,
La question était "satisfaisant".
La rigueur mathématique n'est pas, plus la plupart, le critère suffisant pour "satisfaisant"
Cordialement,
Salut,
Par exemple dans ses cours, Feynman ne cherche pas vraiment à définir ce qu'est l'énergie. Il donne plutôt une vision pratique : "quantité conservée".
L'énergie fait partie des concepts centraux de la physique qui sont si durs à définir (temps, espace, ...).
Tu m'excusera mais moi quand je lis :Bon sinon Bruno pas besoin de monter sur tes grands chevaux
Tu m'as très bien compris...
..je comprends simplement ce qui est écrit d'où ambiguité dans ta réponse!Enfin production de chaleur = énergie
++
Je n'ai jamais prétendu que c'était une question simple attention, bien au contraire !La question était "satisfaisant".
La rigueur mathématique n'est pas, plus la plupart, le critère suffisant pour "satisfaisant"
Cordialement,
Je suis en fait d'accord avec Coincoin en bref.
Si on veux une définition "simple", il faut en donner une qui dépende du contexte choisi, et je trouve que dans un contexte purement classique celle qui dit que c'est "la mesure de la capacité d'un corps à interagir avec son environnement et à se mouvoir" n'est pas si mal que ça
Pour avoir une definition simple de l'énergie il suffit de regarder dans le dictionnaire.
En gros l'energie mesure la capacité à effectuer un travail.
Par exemple soulever un objet jusqu'a une certaine hauteur demande une certaine quantité d'energie.
Dans cet exemple quelque soit la source d'énergie, la quantité d'énergie nécessaire ne dependra que de la masse de l'objet et de la hauteur à atteindre.
L'energie peut se manifester sous plusieurs formes (electrique, mécanique, calorifique......). Elle s'exprime toujours en (kilogrammes * mêtres carré / temps carré).
on peut passer d'une forme à l'autre comme par exemple lors de l'utilisation de moteurs, dynamos, cellules photoelectrique...
Lors de l'utilisation de ces appareils le rendement n'ai jamais de 100% en effet pour un moteur une partie de la quantité d'energie electrique sera "perdu" en energie calorifique, rayonnement electromagnétique ... le reste seulement étant transformé en énergie mécanique.
Pour finir que vous leviez un kilo à un metre du sol en 1 seconde ou en 2 secondes demande la meme énergie mais pas la meme puissance.
C'est quand même assez fumeux, non? "Capacité à se mouvoir" est difficile à analyser, en particulier. Et la capacité d'un électron à interagir avec son environnement est mieux caractérisée par sa charge que par son "énergie", non? (si tant est que l'on puisse parler de son énergie dans l'absolu d'ailleurs.)J"la mesure de la capacité d'un corps à interagir avec son environnement et à se mouvoir" n'est pas si mal que ça
C'est une vision très "classique", disons XVIIIème et avant (sauf que le mot énergie n'était pas employé alors, il me semble). Les développements de la thermodynamique et la notion d'entropie ont changé pas mal la vision de la relation entre énergie et travail.Pour avoir une definition simple de l'énergie il suffit de regarder dans le dictionnaire.
En gros l'energie mesure la capacité à effectuer un travail.
Ensuite, la relativité avec l'équivalence masse-énergie est très difficile à mettre en rapport avec la notion de "capacité à effectuer un travail". Si l'énergie de masse du noyau de Fer permet d'effectuer un travail, personne n'a encore montré comment!
Restreindre énergie à la capacité de travail est, à mon sens, dans la même catégorie de confusion sémantico-physique que "consommer de l'énergie" ou "produire de l'énergie". En tant que "quantité conservée", l'énergie ne peut ni se consommer, ni se produire. Pourtant l'usage courant donne un sens à ces expressions. Si on cherche ce sens en termes physiques, on est obligé de considérer l'entropie, et la relation avec le travail n'existe qu'à travers la notion d'entropie.
L'une des difficultés du mot "énergie" est d'ailleurs là, dans la divergence entre l'emploi courant de ce terme (surtout à l'époque actuelle, où les problèmes de "l'énergie" sont au centre des considérations économico-politiques), et la définition physique stricte.
Cordialement,
Mais à part ça, je serais intéressé par une discussion de "réponses dignes d'amphi de faculté". Pas pour étaler de la confiture, mais bien pour avancer mon schmilblic, ma compréhension de ce terme.
Pour moi, comprendre l'énergie en physique, c'est essentiellement comprendre le tenseur, ce qu'il y dedans, et ce qu'il signifie, et toute aide dans cette direction est la bienvenue!
Mais comme l'exprime f6bes, ce n'est pas le bon fil. Faut peut-être en créer un autre?
Cordialement,
certes, mais si tu ne veux pas une réponse reposant sur l'invariance par translation temporelle, ça revient à ça. Les objets physiques ne se définissent pas en tant que tels mais par leurs propriétés. L'énergie est par définition l'unique propriété que tous les corps possèdent et qui par construction se conserve. Et en ce sens, elle est "naturellement" reliée à l'espace-temps qui est lui aussi "un truc partagé" par tous les corps physiques : la conservation du tenseur énergie impulsion est reliée à l'invariance par translation d'espace-temps (cf aussi leur lien via les équations d'Einstein).
problème expérimental uniquement : tu prends un noyau d'anti-fer, tu le mets avec ton noyau de Fer et tu récupères les photons générés (et pour les particules massives générées, tu réitères la procédure)...Ensuite, la relativité avec l'équivalence masse-énergie est très difficile à mettre en rapport avec la notion de "capacité à effectuer un travail". Si l'énergie de masse du noyau de Fer permet d'effectuer un travail, personne n'a encore montré comment!
non : tu peux toujours (ou presque) séparer ton système en 2 sous-système qui échange de l'énergie.En tant que "quantité conservée", l'énergie ne peut ni se consommer, ni se produire. Pourtant l'usage courant donne un sens à ces expressions. Si on cherche ce sens en termes physiques, on est obligé de considérer l'entropie, et la relation avec le travail n'existe qu'à travers la notion d'entropie.
à part ça, pour l'action, je dirais que c'est un faux problème : si tu travailles "en unités naturelles", hbar=c=1, l'action est sans dimension (impulsion = inverse d'une distance) et c'est la "dimension" de l'unité de volume de l'espace des phases, espace qui semble être plus fondamental que "l'espace physique" (après je dis pas que c'est une "explication", mais compte tenu de la primordialité de ce concept en physique quantique, ça me semble au moins un peu "informatif"). En toute 'logique", dans ces mêmes unités, l'énergie correspond à une impulsion (inverse du longueur), ce qui est normal car elle est reliée à des translations.
faudrait aussi voir ce que tu veux dire par "comprendre" ?Pour moi, comprendre l'énergie en physique, c'est essentiellement comprendre le tenseur
je tente de compléter rapidement (dois partir) ce que je voulais dire et ce à quoi je faisais référence car suis pas certain d'avoir été très clair
- l'existence des relations de commutation canoniques entre X et P ou bien entre tout champ et son "moment conjugué" traduit le fait que l'espace des phases est quantifié et que le volume de la brique de base est hbar^3 en unités "physiques".
- par ailleurs, l'invariance par difféomorphisme de la RG (ce qui est très différent d'une simple invariance par changement de coordonnées), mène à ce que l'on nomme "le problème du temps" dès qu'on a une approche canonique (à base d'hamiltonien) : on montre que cette invariance implique H=0. En gravité quantique via l'approche canonique (celle où on remplace les poissons par des commutateurs), une "solution" semblant être que le temps n'est pas un concept fondamental, ce qui l'est étant plutôt la notion de trajectoire dans l'espace des phases. Rovelli a écrit divers articles assez clairs sur ce problème.
Bonjour,
Ca va pas plaire à tous, mais ç'est intéressant, mais c'était prédictible par la source!
Via l'action, et uniquement via l'action.la conservation du tenseur énergie impulsion est reliée à l'invariance par translation d'espace-temps
Ca c'est l'autre volet fascinant de l'énergie!(cf aussi leur lien via les équations d'Einstein).
Pas d'acc, si je puis me permettre. Ou plus exactement cela revient à la même chose. Si tu vois le système comme deux parties qui échangent de l'énergie, ça montre, et s'analyse comme la présence de "néguentropie", un défaut d'entropie, un déséquilibre, une hétérogénéité qui est à l'origine de l'échange et qui peut être exploitée. A contrario, dire que l'entropie est maximale c'est justement dire qu'il n'est pas possible de séparer le système en deux et d'en tirer du travail.non : tu peux toujours (ou presque) séparer ton système en 2 sous-système qui échange de l'énergie.on est obligé de considérer l'entropie, et la relation avec le travail n'existe qu'à travers la notion d'entropie.
Je continue à penser que la capacité à effectuer du travail est lié au delta entre l'entropie du système et son entropie maximale. Le passage de l'un à l'autre ne peut se faire que par échange d'énergie, et est donc mesurable d'une certaine manière comme une quantité d'énergie, mais c'est une manière indirecte de mesurer la "vraie" source de la capacité de travail, qui est le déséquilibre mesuré par le défaut d'entropie.
Ca c'est un point qui me turlupine. En le présentant autrement, si une unité est universelle au sens le plus fort, alors la considérer sans dimension n'entraîne pas de conséquence. Si a/h a une signification universelle, l'action est clairement un "fondement" du système d'unités. J'ai 'l'impression" qu'on gagnerait à tout exprimer à partie de l'action, plutôt que par les composantes de sa "vitesse", que sont l'énergie et l'impulsion. Mais c'est fumeux...à part ça, pour l'action, je dirais que c'est un faux problème : si tu travailles "en unités naturelles", hbar=c=1, l'action est sans dimension
C'est exactement le genre de truc que j'aimerais bien mieux comprendre!(impulsion = inverse d'une distance) et c'est la "dimension" de l'unité de volume de l'espace des phases, espace qui semble être plus fondamental que "l'espace physique" (après je dis pas que c'est une "explication", mais compte tenu de la primordialité de ce concept en physique quantique, ça me semble au moins un peu "informatif").
Et au passage l'action est tout aussi primordiale en relativité, à mon sens. Elle est simplement cachée en pratique derrière les mot énergie, impulsion ou masse. Une masse, c'est l'action divisée par le temps propre, c'est la norme de la "vitesse" de l'action. Et en relativité, une masse "avance" toujours, elle avance dans la direction du temps propre de son centre de masse.
Ca va peut-être même plus loin. La longueur et le durée sont deux aspects de la métrique en tant que fonction de deux vecteurs, aspects distinguables par la signature de la métrique. L'énergie et l'impulsion sont deux aspects d'une même chose (la vitesse de l'action), là encore distinguées par la signature de la métrique.En toute 'logique", dans ces mêmes unités, l'énergie correspond à une impulsion (inverse du longueur), ce qui est normal car elle est reliée à des translations.
Comme tout le monde, non? "Sentir" le pattern, l'articulation entre les concepts, ... Pour "comprendre" l'équation d'Einstein, on trouve différents textes présentant le tenseur G de différentes manières, ce qui petit à petit par accumulation en donne l'essence géométrique. Pour T c'est plus difficile à trouver. Or finalement, cette fichue équation elle dit tout simplement G=T, non? Or T dérive de l'action, G non. L'équation lie un concept géométrique avec un truc qui parle d'action, d'énergie, d'impulsion, de masse, tous concepts qui sont des aspects d'un même "concept". Doit bien y avoir moyen de "comprendre" autrement l'action et ses dérivés (dont l'énergie) pour donner un sens à cette égalité avec un truc géométrique, non?faudrait aussi voir ce que tu veux dire par "comprendre" ?
Cordialement,
C'est effectivement difficile à analyser, mais ça se "sent" si j'ose dire : si tu as beaucoup d'énergie potentielle, tu peux la convertir en énergie cinétique et aller assez vite, tu as donc la "capacité" de te mouvoir, et l'énergie est ici la mesure de la capacité (plus tu as d'énergie, mieux tu peux te pouvoir pour vaincre ton inertie).
Je reprécise : tout est classique ici.
L'énergie se conserve effectivement, pour un système isolé. Mais comme le dit Rincevent, tu peux découper un système isolé en deux sous-systèmes, qui s'échangent de l'énergie. Si tu prends un de ces deux sous-système, tu peux dire qu'il "consomme" de l'énergie lorsque il en transfère à l'autre sous-système ; c'est une sémantique malheureuse certes, mais qui dans la vie de tous les jours a un certain sens puisque c'est dans ce contexte que l'on vit (le sens commun ne se voit pas nécessairement comme un sous-système, mais comme un système interagissant).Restreindre énergie à la capacité de travail est, à mon sens, dans la même catégorie de confusion sémantico-physique que "consommer de l'énergie" ou "produire de l'énergie".
Bonjour,
Est ce que l'on peut dire que l'ENERGIE est le seul element constitutif de l'univers. Il a la proprièté de se transformer et/ou de se transferer. Le temps et l'espace sont la cadre de ces transformations et/ou de ces transfert.
Petit essai de "fondamentaux" sur l'énergie. Ca vaut ce que ça vaut...
Ce qu'on peut dire
- la physique décrit d'une part un cadre géométrique (espace et temps), d'autre part des objets qui durent dans ce cadre, et enfin des interactions entre ces objets.
Un objet qui dure est quelque chose qui a une existence en tant qu'objet bien caractérisé s'étalant sur une certaine durée- tous les objets "qui durent" sans exception sont affectés d'une propriété du genre énergie-impulsion, additive pour la composition en systèmes, et dont la somme dans un système fermé est conservée
La durée de vie doit être suffisante; la formalisation de cette idée est le principe d'incertitude de la MQ- chaque observateur va analyser cette propriété comme une partie lié au temps, l'énergie (énergie cinétique en classique), et une partie liée à l'espace, l'impulsion; pour un observateur inertiel, cette distribution ne change pas en l'absence d'interaction;
la conservation de l'énergie (et de l'impulsion) n'est valable que pour les observateurs inertiels- l'énergie n'est JAMAIS nulle, quel que soit l'observateur et quel que soit l'objet (mais l'impulsion ou la masse peuvent l'être)
A ce sens là, on peut dire que avoir de l'énergie et exister en tant qu'objet qui dure sont liés.- une famille d'objets considérés comme "identiques", de mêmes propriétés physiques à l'exception de la trajectoire (par exemple les électrons, ou les atomes d'hydrogène dans l'état fondamental), sont tels que E²/c²-p² est une propriété physique commune, constante et identique pour tout observateur, la masse
en conséquence, une modification de l'énergie sans changement de "nature" est toujours accompagnée d'une modification de l'impulsion (une déviation de trajectoire), et réciproquement.Ensuite, l'énergie-impulsion peut se redistribuer lors d'interactions. Cette redistribution peut prendre moultes formes différentes, incluant le changement de l'impulsion, la création ou la destruction des objets.
Si les objets intérférant ne changent pas de nature, l'interaction se traduit par un changement à la fois de la distribution de l'énergie et de la distribution de la quantité de mouvement.
Vu comme ça, l'énergie est une notion universelle, intimement lié à la quantité de mouvement, à la notion de trajectoire. L'énergie est le "mouvement dans l'axe du temps", et un objet ne peut avoir d'existence "dans la durée" que s'il "avance dans le temps", donc une énergie non nulle. La notion d'énergie disparaît quand la durée d'existence tend vers 0, ce qui est formalisé par le principe d'incertitude de la MQ.
Cordialement,
