04 mai 2007
J'ouvre mon frigo les jours de canicule, c'est grave ?
Hé mec, j'ai eut une super idée pour les grandes chaleurs ! J'ouvre mon frigo !
Tu ouvres ton frigo ?
Bah ouais, le frigo, il fabrique du froid ! Donc si je l'ouvre, il va faire plus froid dans la pièce !
Désolé de te décevoir, mais c'est faux.
Avant tout, voyons comment ça fonctionne un frigo. Un réfrigérateur, c'est une machine thermique. Petit schéma de circonstance :
schéma de circonstance d'une machine thermique, d'une telle beauté
que ça me fait des frissons partout
Maintenant, expliquons le schéma.
Ouais, ça serai sympa, parce que là, ton schéma ...
Alors au centre, pour symboliser son importance dans toute machine thermique : Le Fluide. Il sert a véhiculer. Tout transfert se fait grâce a fluide. En général, il s'agit de l'air, mais dans le cas d'un frigo, il s'agit d'un produit réfrigérant, qu'a un nom super compliqué (du genre Isobutane ou
Chlorofluorocarbone).
Ensuite toute machine thermique digne de ce nom dispose d'un système mécanique, capable de produire un travail mécanique, afin de modifier le fluide (par exemple un compresseur, qui va dépenser de l'énergie pour compresser le fluide).
Puis viennent les deux sources de chaleur (chaleur ici au sens large, c'est a dire source de chaud ou de froid) : La pièce ou se trouve le frigo, la source de chaleur 1, à la température T1 et l'intérieur du frigo, source de chaleur numéro 2 à la température T2.
D'accord. Mais les transfert thermique c'est quoi ?
Et bien c'est là qu'intervient le principe de fonctionnement d'un frigo. On a vu précédemment que le sens naturel du transfert thermique se fait de la source la plus chaude vers la plus froide (sisi, c'est là même). Mais dans le cas d'un frigo, le principe est renversé, on veut que le transfert thermique se fasse de la source la plus froide, vers la source la plus chaude (évacuer la chaleur de l'intérieur du frigo vers l'extérieur du frigo).
Donc, pour aller ainsi a l'encontre de la mère nature, pauvres fou que nous somme, il faut fournir le fameux travail mécanique. En apportant de l'énergie extérieure au système, on parvient ainsi a refroidir un enceinte close.
Bon d'accord. Mais ça n'empêche que mon frigo, il fait toujours du froid ! Alors pourquoi qu'en l'ouvrant j'ai pas du froid dans ma cuisine ?
Lorsque tu ouvre ton frigo, tu confond les deux sources de chaleurs. Donc tu pompe le chaud dans le frigo, pour le rejeter dans ta pièce, qui communique maintenant avec ton frigo ! Donc le fait d'ouvrir la porte ne va avoir aucun effet sur la température de la pièce à long terme bien sur. Dans un premier temps, la pièce va effectivement être refroidie, mais pas significativement.
Mais en réalité les effet son plus pervers ! En ouvrant son frigo, en réalité on augmente la température de la pièce.
Ha bon ? Et pourquoi, alors ?
C'est parce qu'aucun système n'est parfait. Toute transformation se fait avec des pertes d'énergie. Ainsi le système mécanique va produire de la chaleur (A cause de l'effet Joules, qu'on verra peut être plus tard). La chaleur émise par le système mécanique est proportionelle au travail qu'il effectue. Donc si on augmente la taille de l'enceinte a réchauffer (en ouvrant la porte du frigo), la chaleur dégagée par celui-ci sera plus importante. Comme ouvrir la porte du frigo ne change pas la température de la pièce, au final la température de ta cuisine va bel et bien augmenter.
Haaa ouaais. Mais alors je fait quoi pour les grandes chaleur ?
Achètes toi une clim', une pompe a chaleur, un ventilo, ou bien tu t'enfermes dans le frigo.
01 mai 2007
Einstein vs. Lavoisier
La relativité ... à quoi bon faire un article la dessus, vous savez tous ce que c'est non ?
Non.
Ha bon. Alors je dois expliquer c'est ça ?
Oui.
Bien. Je commence ?
Je vous en prie.
La relativité, c'est compliqué. On va commencer par un truc super connu, la fameuse formule E=mc². Vous la connaissez tous, mais vous savez ce qu'elle veut dire ?
E, c'est l'énergie. Énergie cinétique (due à la vitesse), Énergie interne (propre à chaque particule), Énergie potentielle (propre à certaines forces), E désigne tout ça.
m, c'est la masse.
c, c'est la vitesse de la lumière dans le vide (constante).
C'est bien joli tout ça, mais au final, ça amène quoi ?
Et bien ça implique beaucoup de choses. Lorsqu'il y a perte d'énergie, il y a également perte de masse par exemple, et vice-versa. En chimie, on nous a tous appris que lors d'une transformation chimique, il y avait conservation de la masse (Loi de Lavoisier). Par exemple dans cette transformation chimique entre le méthane (CH4) et le dioxygene (O2) :
Normalement la masse de CH4 ajouté à la masse de O2 est égale à la masse de CO2 dégagé ajouté à la masse de H2O formé. Et bien pas tout a fait.
Pas tout a fait ? Mais alors durant toutes ces année on nous a menti ?
Oui, mais non en fait.
C'est vague ...
Je m'explique. Lors de cette réaction de combustion, il y a eut un dégagement d'énergie E=E2-E1 sous forme de chaleur. Donc l'énergie du système a diminué.
Or E=mc²
donc E2-E1=(m2-m1)/c²
donc m2-m1=(E2-E1)/c²
Comme il y a dégagement d'énergie (et non pas création), E=E2-E1 est négatif,
donc m2-m1<0
donc m2<m1
La masse avant la réaction (m1) est plus grande que la masse après la réaction (m2).
Donc la masse du système a diminué, au mépris du principe de conservation de la masse ?
Et bien en réalité, ce principe n'est pas tout à fait faux (voir même pas du tout).
Il ne fait pas perdre de vue que le dégagement d'énergie E=E2-E1 très petit comparé à c² (de l'ordre de 90000000000000000 m²/s²). Donc (E2-E1)/c² est minuscule.
Donc m2-m1 est tout aussi faible, et donc largement négligeable au niveau macroscopique (échelle humaine).
Donc, malgré cette très faible perte de masse (un pouillème et quelque), on peut dire que le principe de conservation de la masse est bien vrai.
Et c'est juste ça, la relativité ? Y'avait pas une histoire d'espace temps aussi ?
Si, mais ça sera pour plus tard !