Petite réflexion

Bonjour.

Dans les deux figures ci dessous, quand on enlève la cloison, le tube recule-t-il? Je vous enverrai la réponse de l’Académie des Sciences...... Dylan

Salut,

Je pense que dans les deux cas, le tube reculera. Le retrait immédiat de la cloison laisse libre la pression exercée sur la gauche de repousser la boite.

Je suis impatient de voir ce qu’en dit l’Académie des Sciences.

Salut,

Si on néglige les frottements, dans le premier cas la seule force est celle du gaz contre le fond du tube : du coup le tube recule.

De la même manière dans le second cas, à la fin de l’expérience le centre de masse de l’air s’est déplacé vers la droite : par réaction, le centre de masse de la boîte s’est donc déplacé vers la gauche.

Salut,

Si on néglige les frottements, dans le premier cas la seule force est celle du gaz contre le fond du tube : du coup le tube recule.

Mais pourquoi le gaz ferait-il un effort de pousser vers la gauche le tube vu qu’il a tout le vide qu’il souhaite à droite et qu’il peut s’y étendre sans résistance ?

C’est pour ça que je pense que dans les deux cas, il ne va rien se passer.

Mais pourquoi le gaz ferait-il un effort de pousser vers la gauche le tube vu qu’il a tout le vide qu’il souhaite à droite et qu’il peut s’y étendre sans résistance ?

Parce que le gaz n’est pas connu pour sa capacité de prise de décision exceptionnelle. Dans la situation initiale, le gaz exerce une pression identique sur les 4 bords qui fait que le tube ne bouge pas. Si tu enlèves un des bords, la pression sur le bord opposée ne va pas instantanément cesser d’exister…

Le gaz pousse de tous les côté la boite fermée. Comme il pousse autant à gauche qu’à droite, il ne se passe rien. Mais quoiqu’il arrive, il pousse.

On retire la cloison. Durant un temps (faible dans le cas 2, long dans le cas 1), le gaz pousse à gauche mais ne pousse plus à droite (la distance à la paroi est plus grande à gauche qu’à droite). Donc la boite est poussée vers la gauche (plus fortement dans le cas 1 que dans le cas 2).

Édit : Grillé par Adri1.

Bon bon. Bonjour.

Réponse de l’Académie des Sciences… Pour que la détente de joule puisse être interprétée selon les manuels, la masse des parois du récipient doit être substantiellement (quasiment infiniment) plus grande que la masse du gaz en question........

Je pense que je vais répondre à l’Académie des Sciences. 16 ans après. Le temps qu’il m’a fallut pour comprendre....

Dylan

Je ne sais pas exactement quelle question tu as posé à l’académie des sciences, mais j’ai l’impression au vu de leur réponse que tu as été un peu confus.

Étant donné que le gaz a une masse volumique de $1 kg / m^3$ (cas de l’air), il y a un rapport 1000 entre la masse du gaz et celle de la boite (boite de 1 kg pour 1 L d’air). Dans le cas 2, le déplacement dû au gaz est insuffisant pour compenser un frottement solide (loi de Coulomb). Donc si la boite est posée sur quoi que ce soit, elle ne bougera pas.

Si la question est de savoir si une force va apparaitre, oui. Si la question est de savoir si cela met en défaut les lois de la thermodynamique, non.

Bonjour Gabbro

Il me semble. C’est mon avis et je peux me tromper. Que les conclusions des manuels, c’est cette expérience-ci.....

Et c’est vrai aussi que accrochée à la terre (masse :6.10exp24 kilo…) il n’y a pas beaucoup d’échange d’énergie entre le gaz et l’enceinte. Et pourquoi diable prends tu de l’air à pression et température ambiantes? Dans les "manuels", on prend des conditions idéales. Une masse infinie. Il n’y a pas d’échange. C’est théorique. Et pourquoi pas d’autres conditions théoriques. La masse de gaz égale la masse du récipient. Quelles sont les conclusions dans ce cas? Evidement, il faut mélanger la thermodynamique et la dynamique. Les lois de Clausius, la théorie cinétique des gaz et l’inerie de Newton. Je vous laisse faire…

Dylan Dylan

C’est rigolo, je comprends chaque mot de ton message indépendamment, mais ensemble ils ne forment pas des phrases compréhensibles.

Bonjour, juste pour être certain.

Dylan, il y a une adresse sur le courrier. Je suppose que ce n’est plus la tienne et que tu as quitté cette ville. Mais je me sens tout de même obliger de te le faire remarquer au cas où tu l’aurais laissée non intentionnellement, par précaution.

ache

PS: Dans tous les cas, ça reste une information un peu personnelle. Je te recommande de la cacher au même titre que ton nom.

J’ai pas tout compris.

De ce que je comprends, dans les cas présentés dans ton premier message, une force va apparaitre. Si on tente d’estimer cette force, elle est, dans des conditions usuelles, négligeable bien que probablement observable (ce qui, il me semble, rejoint l’avis de l’académie des sciences).

J’ai l’impression que tu fais beaucoup de surinterprétation : tu juges la validité de certaines théories en dehors de leur cadre d’application, tu mélanges énormément de notions…

En plus, tu compliques les choses pour rien. Le cas de la détente d’un gaz dont la masse est de l’ordre de grandeur de celle du contenant est connu de tout le monde : c’est un ballon de baudruche qui se dégonfle brutalement ! Pas besoin de faire plein de calculs pour avoir une idée de son comportement.

Oups. Dans les manuels, le cas de la figure 2 est traité de la façon suivante. Le gaz se détend; il n’y a pas d’échange d’énergie. Ni chaleur, ni travail. Et la température reste constante (si c’est un gaz parfait). Et c’est une transformation irréversible. Et comme le dit si bien l’Académie des Sciences, tout est question d’approximation et d’idéalisation. C’est confus comme phrases? Dans la réalité, si le tube n’a pas une masse infinie. Et le gaz une masse nulle. A gauche, le gaz pousse le tube. Les particules de gaz rebondissent donc sur une paroi qui se dérobe. Elles (les particules) lui cèdent de l’énergie et leur vitesse diminue. Donc leur température (théorie cinétique des gaz). Et à droite, quand les particules arrivent contre la paroi qui vient à leur rencontre, elles reçoivent de l’énergie. Leur vitesse augmente. Et donc leur température (théorie cinétique des gaz). Mais tout çà est confus, comme le dit si bien Adri1. Je suis désolé pour cela.

Dylan

Bah, fais les calculs. Une boite cubique de 10 cm, pression de 1 bar, masse des parois de 1 kg. Tu estimes le travail fourni en considérant que le barycentre doit être fixe. Puis tu estimes l’énergie interne du gaz.

Conclusion : dans un tel cas standard, on est précis à 1 pour 1000. Ça tient en 10 lignes de calcul.

Et on n’est toujours pas dans un cas réel : on parle d’une boite flottant dans le vide. C’est une borne supérieure.

C’est une approximation qui me semble très crédible et parfaitement valide dans des conditions normales de températures et de pression. Après, si tu veux considérer un ballon de baudruche ou un plasma, il va falloir prendre autre chose, mais on est tous d’accord avec ça.