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 température et agitation atomique.

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benjamin14
Funambule
Funambule



MessageSujet: température et agitation atomique.   Lun 6 Fév 2012 - 18:11

Bonjour,

Je crois savoir que la température d'un milieu correspond et est proportionnel à l'énergie d'agitation des ses atomes.
Plus la température augmente , plus les atomes, je m'imagine, bougent...
Pourquoi en bougeant chauffent ils? il n'y a pourtant pas de perte de masse...
merci
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Thrr-Gilag
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: Re: température et agitation atomique.   Lun 6 Fév 2012 - 18:25

C'est plutôt parce qu'on les chauffe que les atomes bougent.
La chaleur est une énergie qui peut être retranscrite en énergie cinétique.

Et lorsqu'on atteint (hypothétiquement) le 0 absolu... les atomes ne bougent plus.
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Invité
Invité



MessageSujet: Re: température et agitation atomique.   Ven 12 Oct 2012 - 18:13

Mon avis :

Les atomes, à ma connaissances ne bougent pas. Peut-être que je me trompe !
En tout càs, c'est que les micro-ondes vont "agiter" les atomes, cela va former des frottements, et va réchauffer la matière.

Donc si la chaleur augmente, les atomes peuvent s'agiter.
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Invité
Invité



MessageSujet: Re: température et agitation atomique.   Ven 12 Oct 2012 - 18:25

Bonsoir
Dans le vide et à la température du zéro absolu les atomes n'ont guère de mouvement comme le disait Thrr-Gilag.
Tiens un cas en radioactivité où les atomes et même les noyaux des atomes bougent.
La désintégration alpha. La particule émise a une énergie cinétique mais le noyau aussi. Et l'atome par la même occasion.
Certes le parcours est très réduit, mais il y a mouvement.
KLOUG
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Gluonmou
Contorsionniste
Contorsionniste



MessageSujet: Re: température et agitation atomique.   Dim 6 Jan 2013 - 18:35

Bonsoir,

Dans le modèle de la théorie cinétique des gaz, on peut montrer que l'énergie cinétique moyenne E des molécules d'un gaz (monoatomique) sont reliés à sa température absolue T par la relation
E=3/2 kT (disons E=kT pour faire court) avec k la constante de Bolzmann.

Chauffer un gaz consiste à augmenter l'énergie cinétique des molécules(de façon stochastique, pas en faisant un courant d'air, en moyenne le gaz reste au repos).

Quelques remarques intéressantes sur cette relation fondamentale en physique :

Tout d'abord un repère simple : dans un gaz à 300 °K, soit environ 25 °C, l'énergie cinétique moyenne des molécules de l'air (O2, N2) est de l'ordre de 1/40 ième eV=0,025 eV, ce qui leur donne une vitesse de 300 m/s (de mémoire), soit en fait la vitesse du son. Ce n'est pas un hasard : le son est une information de légère surpression véhiculée par les molécules "porteuses" de l'air.

A cette même température, un neutron a la même énergie cinétique, mais sa masse étant plus faible, sa vitesse est de l'ordre de 2200 m/s

Pour évaluer des énergies cinétiques à d'autres températures, ou réciproquement, il faut faire une règle de 3 sur la relation E=kT

Ainsi, si l'énergie cinétique des molécules passe de 0,025 eV à 0,05 eV seulement (le double), la température passe à 600 ° K, soit environ 300 °C. là on est cuit.

Si l'on converti les énergies en "température équivalente", on comprend alors qu'une particule de 1 MeV correspond à une température en milliard de degré (12 milliards en l’occurrence). Bien qu'une température soit un concept statistique qui ne s'applique pas en toute rigueur à 1 particule.

C'est la "température" d'un noyau excité à 1 MeV, qui se refroidit , comme un fer chauffé au rouge, en émettant des rayonnements électromagnétiques à l'échelle de sa température : ce ne sont plus des infra-rouges, mais des gamma.

On comprend alors pourquoi ces rayonnement sont dangereux, nous qui ne vivons bien que vers 0,025 eV.
Déjà, à 0,020 eV,il faut mettre un slip en fourrure (-30°C).

Une dernière remarque : on ne peut pas immobiliser totalement un atome, c'est à dire que le 0° absolue est innacessible. and why?, me direz-vous.
parce que si un atome est absolument immobile, alors son impulsion est nulle. En prenant la relation d'indétermination (ne pas dire relation d'incertitude, c'est pas une histoire de manque de connaissance) de Heisenberg dE*dx=h (h constante de Planck), alors si dE = 0 cela entraîne dx (indétermination sur la position) infini, ce qui veut dire un atome totalement délocalisé. Il ne bouge pas mais il n'est nulle part.

Donc on arrive à une incohérence signant une impossibilité physique. C'est pour des raisons similaires qu'il existe un plus bas niveau de liaison des électrons dans un atome qui n'est pas pas le niveau Zéro. Sinon on serait tout plat et très dense.

Il a raison, Gamma Lambda, c'est addictif les forums, faut que je prenne mes gouttes.

Cordialement

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Invité
Invité



MessageSujet: Re: température et agitation atomique.   Dim 6 Jan 2013 - 23:13

Bonsoir
Non seulement les gouttes mais ne pas perdre de vue la question de départ. Même si les compléments concernant les rayonnements sont très intéressants.
KLOUG
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Gluonmou
Contorsionniste
Contorsionniste



MessageSujet: Re: température et agitation atomique.   Dim 6 Jan 2013 - 23:47

benjamin14 a écrit:
Bonjour,

Pourquoi en bougeant chauffent ils? il n'y a pourtant pas de perte de masse...
merci

La question pourrait avoir deux sens :
Les atomes chauffent individuellement parce qu'ils bougent, comme s'ils absorbaient eux -mêmes de la chaleur. Ce sens m'est soufflé par la seconde partie : "il n'y a pourtant pas de perte de masse" , ce qui montre que Benjamin semble penser à une modification des caractéristiques individuelles des atomes.
Or il n'y en a aucune, du moins tant que l'on reste dans des températures classiques (domaine de la thermodynamique classique, et des machines à vapeur du XIXème) : la théorie cinétique des gaz (E=kT)et la thermodynamique statistique sont antérieures à la physique nucléaire (en gros), on ne parle pas ici de plasma ou autre. Dans ces modèles il suffit de considérer les particules comme des "boules de billard microscopiques"
Donc ma réponse dans cette acceptation de la question est : non, les atomes ne chauffent pas individuellement dans une agitation thermique (classique). Par ailleurs si c'était le cas, leur masse augmenterai. A très fortes température, effectivement, une partie de l'énergie transférée au gaz peut être absorbée individuellement par les atomes , d'où excitation, ionisation etc.... on arrive alors au plasma. C'était peut être le sens de la question de Benjamin (là on passe au XX ième siecle)

La seconde acceptation de la question est, si l'on oublie la seconde partie de la phrase est : pourquoi lorsque des molécules vont en moyenne plus vite, il fait plus chaud, sous-entendu c'est l'ensemble du gaz qui est plus chaud, effet que nous ressentirons si nous sommes plongés dedans.
C'est un effet statistique moyen : lorsque l'on plonge un objet à la température T0 dans un gaz à la température T1, avec T1>T0, alors lorsque les molécules heurtent l'objet, elles ont tendance à transférer une partie de leur énergie (par tout petit paquet), à l'objet, et en repartant, elle vont moins vite : l'objet se réchauffe en absorbant cette énergie, et le gaz lui se refroidit au contact de cet objet froid. A terme on arrive à un équilibre thermodynamique.

Sans doute Benjamin pourra -t'il préciser le sens de son questionnement, au vu de ces réponses : plasma or not plasma, vapeur or not vapeur?
Cordialement

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température et agitation atomique.
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