0 absolu

[roadrunner]

Bonjour,

Pouvez-vous me dire à quoi correspond la notion de 0 absolu (en température) et pourquoi on ne peut pas descendre en dessous?

Merci.

[Kelthuzad]

Bonjour,

 

Un modérateur va surement déplacer ton sujet dans la bonne section astro / phy.

 

Je pense que la réponse à ta question est du côté de la chimie.

Lorsqu'on refroidit un gaz, les particules de gaz ralentissent et s'entrechoquent moins vite, plus on baisse, plus elles ralentissent. On peut imaginer alors qu'elles finissent par s'arrêter, on ne peut pas descendre plus bas.

Les cours de chimie remonte loin, je ne serai pas contre une confirmation de nos amis.

 

Ce qui est sûr est que la notion de température n'est pas tout de suite intuitive, elle est intiment lié aux notions d'énergie et vitesse.

 

On ne peut effectivement pas descendre en dessous du zéro absolu qui vaut 0 Kelvin soit environ -273 °C.

[Fred_76]

Si l'on ne peut descendre en dessous du zéro absolu, aller plus vite que la lumière, peut-on dire qu'il existe une température au delà de laquelle on ne peut pas aller ? Cette température ne serait pas, par hasard, la température qui régnait au moment du début du Big Bang, état maximal de l'exitation de ce qui allait juste apres devenir la matière ?

[Lolo]

Historiquement, les choses ne se sont peut-être pas faites comme ci-dessous car c'est juste un bricolage personne.

 

À une constante additive près, la température exprimée en °C d'un gaz parfait est proportionnelle à la vitesse quadratique moyenne de ses particules. En considérant que toutes les particules de gaz parfait sont de même vitesse , on a donc :

t = a*v+b

où t est la température exprimée en °C,

b une constante exprimée en °C,

v la vitesse des particules exprimées en m/s,

et a une constante exprimée (°C*s)/m (j'espère que les puristes me pardonneront la notation).

 

De plus, quand on définit l'échelle des température, on a fixé :

- à 0°C la température de solidification de l'eau à pression normale ;

- à 100°C la température d'ébullition de l'eau à pression normale.

 

En observant un gaz (supposé parfait) à la température de solidification de l'eau à pression normale (c'est-à-dire à 0°C) et un autre gaz parfait à la température d'ébullition de l'eau à pression normale (c'est-à-dire à 100°C), on obtient certaines vitesses V et W pour les particules du gaz. On a donc : 0=aV+b et 100=aW+b. On résout ce système d'équations linéaires à deux inconnues a et b (je suppose V et W connus avec l'observation, mais je n'ai pas les valeurs), et on trouve la valeur de b. On ne peut pas descendre en dessous de b°C cette température car elle correspond à une vitesse v de 0 m/s . Il se trouve que b=-273,15°C.

 

Si l'on ne peut descendre en dessous du zéro absolu, aller plus vite que la lumière, peut-on dire qu'il existe une température au delà de laquelle on ne peut pas aller ? Cette température ne serait pas, par hasard, la température qui régnait au moment du début du Big Bang, état maximal de l'exitation de ce qui allait juste apres devenir la matière ?

 

Très bonne suggestion. À mon avis, oui dans le sens où :

- si tu prenais moins d'énergie que cela, tu n'en aurais pas encore assez pour atteindre la vitesse de la lumière ;

- tu ne pourrais pas prendre plus d'énergie que cela puisqu'il n'y en a pas plus.

 

Cela dit, là, on touche aux limites de la physique et il faut rester prudent.

Modifié 29 septembre 2012 par Lolo

[uvgy]

techniquement le froid existe pas.

la chaleur est simplement la présence de calories

 

le zero absolut est qu'il n'y as pas de calories donc on ne peut pas descendre plus bas.

on ne peut pas enlever ce qu'il n'y as plus.

 

du moins c'est ce que j'ai appris .

[Fred_76]

Absolut ??? Ce n'est pas plutôt de la vodka ???

[bang*gib]

Si on exploite les frigories on pourrais faire des glaçons pour la vodka

 

http://fr.wikipedia.org/wiki/Calorie_(unit%C3%A9)

['Bruno]

Le froid n'existe pas plus que le chaud. Ce qui existe matériellement, c'est l'agitation des molécules. L'énergie (les calories) qui s'échangent d'un corps à l'autre, c'est une grandeur mathématique du modèle, pas un objet matériel.

[pascal_meheut]

La définition formelle de la température est plus compliqué que l'agitation moléculaire. C'est la variable conjuguée de l'entropie.

 

Pour la définition formelle, il y a ca :

 

http://fr.wikipedia.org/wiki/Temp%C3%A9rature_thermodynamique

 

qui explique le zéro absolu dérive du 3ème principe.

 

Après, les choses se compliquent : si tu as une agitation thermique nulle, tu sais précisément que la vitesse de tes particules est nulle. Donc tu ne sais plus du tout où elles sont dans l'univers...

 

Et j'ai le vague souvenir d'un cours de thermodynamique qui montrait qu'on pouvait concevoir théoriquement un système avec échange d'entropie et diminution locale qui faisait que la température à cet endroit passait en dessous du 0 absolu mais je ne parierais pas sur ce souvenir (en plus j'écoutais peu en physique, c'est mal, je sais).

[bang*gib]

Préparez la vodka ,les glaçons arrivent.

 

Physique: La Conquête du Froid Absolu p1

http://www.dailymotion.com/video/xdni1f_physique-la-conquete-du-froid-absol_tech

 

Physique: La Conquête du Froid Absolu p3

http://www.dailymotion.com/video/xdni1j_physique-la-conquete-du-froid-absol_tech

[White-Sky]

Erreur je n'avais pas du tout lu jusqu'au bout...

 

Je plussoie du reste Pascal, les notions de thermodynamique entrent en jeu dans ce genre de calcul, et pas pour le plus grand plaisir du commun des uns et des autres... L'équation de la température d'un G apporte une brique à la réponse.

 

En pratique, essayer d'atteindre le 0 absolu, c'est un peu toujours tendre vers une limite (ici de la température), on s'en rapproche on s'en rapproche, mais on ne peut l'atteindre en pratique. ( fonction température tend vers 0)

 

Nicolas

Modifié 30 septembre 2012 par White-Sky

[roadrunner]

Merci à vous les experts, ça me permet d'y voir plus clair avec cette notion de 0 absolu!

[Lolo]

Après, les choses se compliquent : si tu as une agitation thermique nulle, tu sais précisément que la vitesse de tes particules est nulle. Donc tu ne sais plus du tout où elles sont dans l'univers...

 

C'est amusant, ça. Je n'y avais jamais pensé, mais c'est vrai que cela découle du principe d'incertitude.

 

Cela fait réfléchir...

[nouni_14]

le O absolue est dans les environs -280° il est impossible d'y descendre plus bas seulement dans sur notre planète car dans notre système solaire on descende beaucoup plus bas

[Newbie Mais]

On ne descend nulle part dans l'univers en dessous du zéro absolu!

 

Pierre

[roadrunner]

On ne descend nulle part dans l'univers en dessous du zéro absolu!

 

Pierre

 

C'est bien ce qu'il me semble aussi.

[Fred_76]

le O absolue est dans les environs -280° il est impossible d'y descendre plus bas seulement dans sur notre planète car dans notre système solaire on descende beaucoup plus bas

 

:?:

Modifié 30 septembre 2012 par Fred_76

[Julien3146]

le O absolue est dans les environs -280° il est impossible d'y descendre plus bas seulement dans sur notre planète car dans notre système solaire on descende beaucoup plus bas

 

Ah...

 

Un exemple, un seul

[Invité Julie Charland]

Effectivement, jamais sous les 0 absolu. Ni même à 0 exactement. On me l'a déjà expliqué dans la rubrique ''astronomie astrophysique''.

 

Je pars à la recherche de l'explication que je copie-collerai ici

 

 

Voilà, je t'invite à lire ce poste:

 

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=95937&highlight=kelvin

Modifié 1 octobre 2012 par Julie Charland

[jarnicoton]

C'est amusant, ça. Je n'y avais jamais pensé, mais c'est vrai que cela découle du principe d'incertitude.

 

Cela fait réfléchir...

 

Hum... Au zéro absolu, les électrons continuent à tourner autour des noyaux et les nucléons à s'agiter dans leur noyau. C'et d'énergie rayonnable vers l'extérieur, qu'il n'y a plus. Cela laisse peut-être bien la connaissance de la position de la matière.

[pascal_meheut]

Pas forcément tant que ca puisque quand tu refroidis pas mal, tu fais déjà un condensat de Bose-Einstein...

 

Et un atome étant un object quantique capable d'interférer et tout, s'il n'a pas d'agitation thermique et que donc sa vitesse propre est parfaitement connue, on n'a pas d'info sur la position du système quantique complet nucléons+électrons.

 

Mais bon, je ne suis pas expert en quantique donc... Si tu as le courage, tu peux lire les nombreux trucs sur le Net qui traitent du sujet.

[Fred_76]

C'est bien connu, depuis les cours de récréation : tu bouges plus, t'es plus vu

[White-Sky]

C'est bien connu, depuis les cours de récréation : tu bouges plus, t'es plus vu

 

Une citation d'une thèse des Bogdanov?

[Lolo]

Hum... Au zéro absolu, les électrons continuent à tourner autour des noyaux et les nucléons à s'agiter dans leur noyau. C'et d'énergie rayonnable vers l'extérieur, qu'il n'y a plus. Cela laisse peut-être bien la connaissance de la position de la matière.

 

Je pensais -- peut-être naïvement -- que le zéro absolu n'est atteint que quand les électrons sont figés (ce qui est probablement impossible). Tout cela m'échappe, je ne connais pas assez bien le monde quantique.

 

 

C'est bien connu, depuis les cours de récréation : tu bouges plus, t'es plus vu

 

Une citation d'une thèse des Bogdanov?

 

Non. Eux, ce sont plutôt : « Plus tu l'ouvres, plus tu es lu. ». :be:

Modifié 3 octobre 2012 par Lolo

[pascal_meheut]

Je pensais -- peut-être naïvement -- que le zéro absolu n'est atteint que quand les électrons sont figés (ce qui est probablement impossible).

 

C'est pour ca qu'il ne faut pas réfléchir avec des concepts macroscopiques mais en terme d'entropie, etc.

Au passage, l'électron qui orbite autour du noyau comme une planète autour du soleil est juste une image qui date du XIXème siècle. D'un point de vue quantique, ca n'a pas vraiment de sens.

[stefg1971]

De manière générale, ne pas confondre modèle et réalité.

Les lois de la thermodynamique prédisent l'existence de ce zéro absolu et comme le prédit la théorie, on s'en approche mais on ne l'atteint pas. Néanmoins, il existe apparemment des situations dans les calculs théorique ou l'on peut avoir des températures négatives en kelvin...Mes études ne m'ont pas conduit jusque dans ces situations.

Et puis la température c'est assez particulier comme grandeur, peut-on réellement définir une température dans le vide ? En l'absence ce matière et donc d'agitation ?

Dans ce cas, on définit la température comme celle du rayonnement qui traverse ce milieu. Bref, plusieurs approches possibles pour une même grandeur...C'est compliqué mais c'est comme ça, le monde qui nous entoure n'est pas simple.

[Smith]

Une avancée dans le domaine des températures inférieures au zero absolu :

http://www.lefigaro.fr/sciences/2013/01/17/01008-20130117ARTFIG00439-des-atomes-portes-sous-le-zero-absolu-en-laboratoire.php

[bang*gib]

Nickel .

Merci Smith, ce sujet m'intéresse assez plus depuis peu.

Je le mets de côté, je le regarderai avec intérêt.

[Smith]

Nickel .

Merci Smith, ce sujet m'intéresse assez plus depuis peu.

Je le mets de côté, je le regarderai avec intérêt.

 

Il me semble qu'il en avait été question sur le forum il y a quelques temps mais je n'ai pas retrouvé le topic. Ce devait être par ici en "Science"...

[bang*gib]

Il me semble qu'il en avait été question sur le forum il y a quelques temps mais je n'ai pas retrouvé le topic. Ce devait être par ici en "Science"...

 

 

Oui ,j'avais proposé une vidéo intéressante .

Je vais essayer de retrouver le lien.