La notion de température a-t-elle un sens dans l'espace?

[PierreJL 191]

Dans un premier temps savez vous comment on mesure la température dans le "vide" intersidéral?
Puis que se passerait-il si un astronaute enlevait un gant dans le vide à une température de quelques degrés kelvin?
Je pense à cela parce que j'ai eu l'occasion de mettre ma main dans le four à 300° (sans heurter quoi que soit ) et de ne pas ressentir de brulure.
Alors dans dans un milieu proche du vide...
(non je ne suis pas fou )

[Ce message a été modifié par PierreJL (Édité le 05-03-2005).]

[valery 0]

c'est simple, la main géle instantanement, c'est de la pierre. normalement elle devrait exploser aussi à cause de la pression interne mais le gel doit l'emporter immédiatement. il faudrait qu'un physicien ou un medecin nous eclaire dessus prècisement mais je crois que çà doit être ce qui se passe en gros.

un truc à pas essayer en tous cas!

[SBrunier 13]

Très intéressante question, PierreJL, que je me pose depuis pas mal de temps, n'étant pas physicien, elle me turlupine, je suis sûr que quelqu'un va venir nous éclairer ici !

En fait, je crois que la notion de température (au sens commun où nous l'entendons ici) est un leurre dans l'espace. Je prends un exemple : la température du gaz, à la surface du Soleil, avoisine 5000 °. C'est tellement chaud que rien ne peut s'approcher du Soleil.

Inversement, la température du gaz ionisé, dans la très haute atmosphère terrestre dépasse, je crois, 10 000, voire 100 000 degrés !!! Le gaz ionisé, dans le milieu intergalactique, dépasse... 1 million de degrés !!!!!!

Ces températures, abracadabrantesques, n'empêcheraient pas une fusée de les traverser, sans rien sentir : c'est probablement la densité de matière, quasi nulle qui fait la différence entre, disons, la surface solaire et le milieu intergalactique.

Même à plusieurs millions de degrés, ces milieux, essentiellement vides, ne portent pratiquement pas de "chaleur".

Température, chaleur, c'est peut-être une piste à suivre ?

S

[Didier Favre 5]

Personnellement j'ai pratiquement pas fait de physique à l'école, allez 4 ans tout au plus jusqu'en troisième c'est pour dire mon niveau. Mais il me semblait que la notion de température était plutôt liée à un niveau d'agitation des particules, l'énergie cinétique des électrons pour être moins vague. Me gourre-je ? Il me semble aussi qu'on parle d'une constante de Boltzmann, enfin un truc du genre...

Astronomicalement,
Didier
Vos images solaires en H-alpha

[Ce message a été modifié par Didier Favre (Édité le 05-03-2005).]

[Gordon 0]

"Dans un premier temps savez vous comment on mesure la température dans le "vide" intersidéral?"

dans la formulation de ta question, il y a déjà je pense la piste de réponse : la température N'EST PAS pas une grandeur mesurable (au sens physique), comme par exemple l'est la quantité de chaleur ou le volume de ton verre d'apéro.
La température c'est plutôt une sorte de repére qui nous dit quelque chose sur la quantité de chaleur (énergie) contenue quelque part, sous forme par exemple d'agitation de molécules (encore faut-il qu'il y ait des molécules...il y en a un peu à la surface du Soleil, moins dans le vide intersidéral).

L'exemple su Soleil est marrant pour comparer un peu production de chaleur et température. Le Soleil est 'chaud' parce qu'il rayonne l'énergie qu'il produit (ce qui si je comprends bien explique les 6000°C de surface), mais en fait cette énergie (chaleur) il la produit plutôt lentement : 4.4 *10 (-8) calorie /seconde/gramme, à ce rythme il faut un an pour chauffer une tasse de café...(*)

(*) infos tirés d'un bouquin passionnant de Georges Gamow - comme d'ailleurs tous les bouquins de ce gars-là - "Une étoile nommée Soleil"

[Kangourou 0]

doit y avoir un truc reliant température et pression (donc densité de particules) car par exemple quand on compresse un gaz sa température augmente et quand on fait bouillir de l'eau en altitude (pression plus faible) c'est a moins de 100 dégres ...
bon après quelle tronche a la formule ca je sais pas ^^

[Kangourou 0]

hummm attendez a moins que la temperature ne depende QUE de l'agitation de molécules
apres on peut ressentir la meme chaleur si peu de molécules sont achtement agitées ou si beaucoup de molécules sont un peu moins agitées
apres par exemple quand tu ouvres ton four les molécules sont vachement agitées mais très diluée
après je suis sur de rien et peut etre que c'est pas ca du tout !!!

[jeanlg 2]

Bonne question.

Il me semble qu'il y a deux aspects à cette question en ce qui concerne l’exposition d’une partie du corps humain à deux contraintes majeures :
Le vide et un milieu avec un gradient de Tp infini.

Pour comprendre les conséquences physiologiques sur la main, rappelons-nous des suçons et de ses traces sanguines sur la peau. Imaginons un suçon dont la pression viendrait de l’intérieur de la main vers l’extérieur et dont la seul résistance et celle des tissus mous de la main… C’est tout le système lymphatique et capillaire qui exploserait et partirait dans l’espace.

Deuxième contrainte la différence de Tp entre deux milieux : la première loi de la thermodynamique indique que deux corps avec des gradients de Tp différents tendent vers une Tp d’équilibre. Donc la Tp de la main (37 °) va tendre vers la Tp de l’espace. Cette équilibre devrait être faciliter par l’absence des gaz contenu dans l’eau et le sang de la main qui se sauront volatiliser dans le vide avant.

La température de l’Espace est liée à l’absence de rayonnement ou du moins c’est la Tp du rayonnement fossile de l’Univers (3K).

jeanlg

[PierreJL 191]

Merci pour vos réponses

A propos du lien entre la température et la pression...
Dans la cabine de l'ISS qui tourne au-dessus de notre tête, les corps sont en situation d'apesanteur.

Concretement s'il y avait un barométre là haut il indiquerait quelle pression ?
Autrement dit pression et apesanteur sont-elles des notions liées?

[Fourmi103 286]

Y a-t-il une notion de température dans l'espace?
Sur Terre, lorsque l'on mesure une température, c'est l'état thermique de l'atmosphère qui est mesuré. Mais les molécules de l'atmosphère ne s'agitent pas toutes seules, il leur faut une source d'énergie et cette source, c'est le Soleil. Par le biais de son rayonnement ; le rayonnement infrarouge pour être plus précis, c'est lui qui est source de chaleur.
Dans le vide spatial, il y a trés peu de molécules, mais lorsque l'on veut mesurer une températuren ce n'est pas le vide que l'on mesure, c'est le matériau sur lequel s'applique le rayonnement solaire. Aussi, sur une roche lunaire -par exemple- exposée à la lumière, les températures vont être élevées et à l'ombre, elles seront extrêmement basses. Pourquoi, parce que rien ne va conduire la chaleur, il n'y a pas de conducteur thermique (sur terre, c'est l'air qui conduit l'énergie thermique).
Et c'est pour cette raison que les satellites sont "enrobés" d'une couche de mylar qui va répartir les températures sur toute sa surface, sans quoi, les différences de températures fairaient exploser le satellite.
Notion de vide et notion d'apesenteur sont indépendantes l'une de l'autre. Essayez : avec une clohe à vide, vous constaterze qu'un objet placé à l'intérieur ne va pas s'envoler. A l'inverse, sur l'Airbus A-320 0 G, les personnes parviennent à etre en apesanteur sans que leur atmosphère s'échappe et qu'ils aient besoin de bouteilles de plongée.

[Desmoulins 106]

Pour la pression atmosphérique dans la station ISS au même titre que dans la navette spatiale, MIR, voir même dans un avion de ligne c'est la pression du gaz à l'intérieur de la carlinque qui la fait. Ces engins sont tous pressurisés comme des bouteilles de soda. Un baromètre indiquerait sans doute la pression équivalente à celle que l'on trouverait à la surface de la terre à une altitude de 1000 m je pense. Il doit y avoir des données quelque part.
Apesanteur et pression n'ont aucun lien. La pression atmosphérique sur les corps planétaires est liée à la colonne d'air qui pèse du fait de son propre poids par effet de gravité. Le gaz est une sorte de fluide plus léger mais il se comporte comme tel. En apesanteur, il n'existe pas de pression du fait que plus rien n'a de poids elle est en quelque sorte artificielle dans les stations spatiales voilà.
Enfin je ne sais pas si je ne me suis pas emmêlé les pinceaux.
A+++
Frde nc

[MatP 3]

N'oublions pas que la grandeur mesurée dans un thermomètre, c'est bien sa propre température.
S'il est à une température donnée T et qu'on le plonge dans un milieu parfaitement vide et parfaitement sombre, la valeur affichée resterait en théorie toujours T. Notons que si le thermomètre est fait dans un matériau ayant un taux de réflexion des rayonnements de 100 %, ça revient au même que de le mettre dans un milieu parfaitement sombre.
Mais comme le disait Fourmi-je-sais-plus-combien, il y a toujours un résidu de rayonnement (en pratique), donc un thermomètre ne pourrait pas afficher le zéro absolu a priori.

[frédogoto 2 006]

mon interpretation
un corp humain "plongé" dans le vide spatial ne gele pas instantanément .
il n'y a pas de matiere pour le refroidir : il luis faut dabord evacuer sont energie sous forme de rayonnement vers le vide de l'espace, cela prend plus que quelques secondes.
Quand a sont aptitude a survire dans le vide, elle est tres faible. enffete le difference de pression entre 1 bar et 0 bar est gigantesque, bcp plus que du fait de passer de 2 bar a 1 bar !!! perso je plonge en apnée regulièrement a 12-13 metre de profondeur, la ou la pression ambiane est un poil superieur a 2 bar et je remonte dans la foulé, sans domage. ce que je ne pourait sans doute pas faire dans le vide
que se passerai'til dans li vide ?
l'eau en surface du corp s'evapore instantanément, (bcp plus que le froid ambiant c'est ce qui refroidirait le plus vite le corp), instantanement nous gonflons de maniere... interressante, les vaisseau a la surface explose pluis se propoage a l'intereieur de derme. en fait tout depend de la brutalité et de la durée de l'exposition au vide. au mon avis aucune chance de survie audela de 5 secondes voir 10 seconde selon les circonstances. je ne voudrait pas vivre cela, mais quite a choisir sa mort, celci a l'aventage d'etre tres rapide

[dg2 2 034]

On ne peut pas parler de température dans un milieu qui n'est pas assez collisionnel pour être à l'équilibre thermique. Par contre, on peut toujours mesurer le flux d'énergie reçu. Au voisinage de la Terre, le flux d'énergie reçu du soleil est de 1300 watts par mètre carré. C'est l'équivalent de mettre ses mains à 7 ou 8 centimètres d'une ampoule électrique de 100 W. Ceci dit, dans le cas de l'ampoule, la sensation de chaleur vient essentiellement de la convection, c'est-à-dire des mouvements de l'air, mouvements qui sont d'autant plus important que l'on est soumis à la gravité (de l'air chaud s'élève au dessus de l'ampoule et de l'air froid est aspiré en dessous). Si l'on faisait l'expérience à pression atmosphérique mais en apesanteur, la sensation de chaleur serait moindre car les mouvements d'air seraient réduits. J'ai lu que à cause de se problème, les astronautes des stations spatiales dormaient à côté de petits ventilateurs pour aider à la circulation du CO2 expiré sans quoi l'air autour d'eux deviendrait trop riche en CO2 (à vérifier). En altitude où l'air est raréfié, la convection est moins grande (quand il n'y a pas de vent), et la sensation de froid est bien moindre : ceux qui sont allés à l'Aiguille du Midi (3800 m) savent que en absence de vent, on peut se ballader bras nu alors que le thermomètre indique -10.

Bref, à proximité du soleil on reçoit un quantité significative d'énergie, mais il n'est pas certain que cela se traduise par une sensation de chaleur intense (de la même façon que si l'on met la main dans un four *et* qu'il n'y a pas de convection). Par contre, les risques de brûlure à cause des UV non filtrés sont certainement très importants.

La température d'un corps dépendra essentiellement de la quantité de chaleur qu'il est capable de retenir avant de la restituer. C'est le problème bien connu de l'effet de serre : sans atmosphère, la surface terrestre serait en moyenne à une température inférieure à zéro, mais grace à l'effet de serre naturel, la Terre garde plus longtemps l'énergie reçue du soleil et la température est plus élevée. De la même façon, la capacité calorifique (donc son inertie thermique) de l'atmosphère terrestre adoucit les contrastes de températures : seulement une vingtaine de degrés entre le jour et la nuit. Sur la Lune où il n'y a pas d'atmosphère, les contrastes sont largement plus importants, de mémoire on passe de +100 à -100 degrés Celsius. Ce qui est certain c'est qu'il y a des contrastes de température considérables entre la face éclairée et la face non éclairée d'un satellite, ce qui rend sont isolation thermique indispensable. J'avais entendu dire que les ingénieurs avaient par exemple eu toutes les difficultés du monde à récupérer la mission SOHO, car suite au problème qu'avait eu le satellite, les ergols avaient gelés car le satellite avait changé d'orientation par rapport au soleil.

Sinon, loin de tout objet astrophysique, l'espace baigne dans le rayonnement fossile de 2,728 kelvins. On ne peut pas trouver de régions plus froide.

Que se passe-t-il si le corps humain est exposé au vide spatial ?

L'eau liquide ne peut exister à trop basse pression. La transpiration et la salive vont donc immédiatement s'évaporer (il y a une anecdote à ce sujet d'un gars victime d'une dépressurisation dans un vide poussé au début de l'ère spatiale). Par contre, à moins d'avoir une plaie béante, il est peu probable que le sang se mette à bouillir. Il risque par contre de libérer les gaz dissous, ce qui est très dangereux (problème bien connu en plongée).

Même si la dépressurisation est instantannée, il y a peu de chances que le corps explose : les tissus sont suffisamment solides pour éviter cela, ne serait-ce que parce le gros de la masse du corps humain est composé de liquides dont le volume varie peu en fonction de la pression. A priori, si l'on est exposé dans le vide, il faut avoir le même réflexe que les apnéistes : laisser son corps s'adapter à la pression extérieure. Donc en l'occurence, ne pas retenir son souffle est sans doute, dans ce contexte, préférable.

Qu'advient-il de tissus biologiques que l'on laisserait dans l'espace ? Le milieu est trop hostile pour que les processus de décomposition biologique puissent avoir lieu. Les tissus vont donc se conserver un certain temps. Néanmoins, dans l'espace ils seront sans cesse bombardés de rayons cosmiques qui vont peu à peu les détruire (de la même façon je crois que la surface lumaire est une très fine poussière). On m'a raconté une anecdote un peu semblable au CERN où deux cadavres de rats avaient été trouvé dans un des tunnel abritant un accélérateur de particules. En régime d'utilisation, l'espérance de vie d'un être humain est estimée à moins de 20 minutes. Les deux rats dont les cadavres étaient là depuis un certain temps avaient reçu tellement de saletés que quand la personne qui les a trouvé les a ramassés ils sont littéralement tombés en poussière. À vérifier, mais cela paraît réaliste.

NB Tout ceci est à vérifier.

[Ce message a été modifié par dg2 (Édité le 07-03-2005).]

[Kangourou 0]

euh ... pas moi je suis pas fiable , la preuve : je post que des conneries et ca vous pouvez vérifier

[quentin 0]

Alors si un homme était laché sous vide, il exploserai comme un ballon de baudruche dans une cloche sous vide. La pression interne de 1 atm, soit 1 bar ou 1013 Hpa est trop élevée. les tissus animaux ne pourraient jamais résister à une telle pression.
Il faudrait faire la conversion en N/m² pour ce rendre compte que c'est impossible de résister à une telle pression.

Pour les phénomènes de gaz dissous qui posent problème en plongée, je suis d'accord, mais là il s'agit d'un passage brutal de 1000 mbars dans le vide... le sang doit devenir gazeux instantanément, en passant surement par une courte période d'ébullition.

Par contre je me demande bien aussi, comment mesurer une température dans le vide... Dans le vide parfait, la température doit être de -273°C ( le zéro absolu , le fameu 0 Kelvins ). Mais ce qui m'as toujours poser problème, c'est de parler de température dans un milieu qui ne contient par définition pas de matière, car c'es bien la matière qui chauffe grace a l'energie de rayonnement apportée par les étoiles... Donc pour moi un température, c'est la température de quelque chose, mais pas de rien .

voilà, je vais faire quelques recherches pour élucider tout ca

Amicalement
Quentin

[quentin 0]

bon voilà une page interressante ( anglais requis)
http://www.straightdope.com/mailbag/mspacetemp.html

Amicalement
Quentin

[PierreJL 191]

Merci beaucoup !!!
pour toute cette littérature sur un sujet qui m'interresse depuis que j'ai lu ceci...

Un astronaute aurait (à vérifier) retiré son gant dans l'espace et aurait simplement constaté un effet de picotement.

Cela m'a tellement surpris que je me demandais quel crédit on pouvait accorder à cette affirmation.

La notion de température doit être bien maitrisée puisqu'on ne voit pas de contestations sur l'estimation des températures spatiales...
Sir William THOMSON lord KELVIN a réalisé de nombreux travaux sur la chaleur et entre autre l'electricité.

Dans l'espace, à votra avis, quel serait le "lieu" où la température serait la plus élevée ?

[Ce message a été modifié par PierreJL (Édité le 07-03-2005).]

[valery 0]

la temperature la plus élevé dans l'espace ?
fastoch, juste après le big bang hi hi
bon c'est vrai c'est plus d'actualité depuis 15 milliards d'année

[dg2 2 034]

> quentin

le coup du corps qui explose lors d'une baisse de pression de 1 bar, c'est une legende. Heureusement pour les apneistes qui pour les meilleurs passent en quelques dizaines de secondes de 1 a 15 bars puis a 1 bar (le record en apnee est dans les 170 m de profondeur je crois). Le corps humain est essentiellement compose de liquides dont le volume est quasi insensible a la pression. Si nous etions remplis d'air, nous pourrions exploser lors d'une depressurisation, mais ce n'est pas le cas ici (sauf si l'on retient sa respiration...). Par contre il y a des risques de degazage lors d'une depressurisation car il y a toujours un peu d'air dissous dans le sang et les autres liquides corporels. C'est potentiellement tres dangereux, mais le volume des gaz est tres faible. De la meme facon a basse pression, le corps a tendance a "degorger", probleme bien connu en haute altitude (oedemes). Mais cela est accessoire au vu de tous les autres problemes que va rencontrer un astronaute qui aurait perdu sa combinaison.

Sinon, la temperature qu'indique un thermometre,... c'est la temperature du thermometre. S'il est dans l'air ambiant, c'est aussi la temperature de l'air, s'il est dans le vide, c'est fonction uniquement du rayonnement recu. Le vide spatial ne signifie pas absence de rayonnement ! Dans le pire des cas, on mesurera la temperature du fond diffus cosmologique, soit 2,728 kelvins.

[bruno beckert 746]

Bonjour
Pour en revenir à la question initiale,
De nos jours on discute beaucoup à propos d'un phénomène d'émergence. C'est l'idée que quand un système atteint un certain niveau de complexité "quelque chose de nouveau apparaît". Cette idée est évidemment très difficile à illustrer. Thibaut Damour le fait en évoquant le concept de température (la mesure de l'énergie cinétique moyenne d'agitation thermique de constituants). Ce concept, par exemple pour un gaz, ne vaut que si on a un nombre suffisant de molécules. Si on est face à une, deux, cinq molécules on ne peut parler que des énergies cinétiques individuelles de celles-ci, qui peuvent changer si ces molécules peuvent entrer en collision. Confronté à un milliard de molécules on peut faire apparaître des quantités macroscopiques comme la densité, la température, etc...
Entretiens sur la multitude du monde
et l'unicité des idées

Editeur Odile Jacob

[Ce message a été modifié par bruno beckert (Édité le 08-03-2005).]

[centauri 465]

La chaleur se propage dans le vide. Il n'est pas besion d'avoir des particules connectées les unes aux autres pour propager la chaleur. Nous refaisons dans ce post le meme raisonement que les physiciens d'avant la mecanique quantique. Aujourd'hui on sait que les rayonnements electromagnétiques de meme que la gravitation n'ont pas besoin d'un "Ether " pour se propager.

Mais cela m'ammene a me demander pourquoi PierreJL ne s'est pas brulé en mettant la main dans le four a 300°C ? s'il avait pu l'introduire dans une toute petite ouverture empechant ainsi l'air amibiant de refroidir la cage du four, se serait il brulé ? sans doute que oui.

Qu'en pensez vous ?

[Ce message a été modifié par herve (Édité le 08-03-2005).]

[dg2 2 034]

La chaleur se propage dans le vide, c'est ce que l'on appelle le transfert radiatif. Mais il est beaucoup moins efficace, dans ce contexte, que la convection ou la conduction (dans une étoile, c'est en général le contraire). Donc si l'air est très calme dans le four, on peut y laisser la main... quelques temps. Au bout d'un moment, pas de secret, ça finira par chauffer, même s'il n'y a pas d'air du tout, mais cela fera moins vite mal que si l'on pose directement la main sur la plaque de cuisson.

[achille 0]

effectivement , dans l'espace le milieu est très dilué et les transferts de chaleur s'effectuent par rayonnement . une main dans l'espace se refroidit lentement coté ombre par émission de rayons infrarouges et se réchauffe coté soleil (s'il est suffisament près )
un corps dans l'espace n'est souvent pas à la même température que le milieu dans lequel il se trouve ,même s'il est en équilibre thermique, car cet équilibre provient du rayonnement et non de la convection

[SBrunier 13]

A y est...
Je commence à comprendre comment la haute atmosphère terrestre ou le milieu intergalactique peuvent être portés aux températures délirantes que j'ai cité : plusieurs centaines de milliers, plusieurs millions de degrés. C'est bien la densité du milieu l'élément crucial.

Exemple :
Mettez vous tout nu dehors par 0° : vous tiendrez probablement plusieurs dizaines de minutes.

Trempez vous dans une eau à 0° : vous mourrirez en 2 ou 3 minutes...

Merci !

S