Pression cinétique, de dégénérescence et de radiation

[Désopilant ancistrus 20]

Bonjour, en parcourant les différents types d'étoiles je suis tombé sur ces 3 pressions:

De radiation pour les étoiles très chaudes et massives, de dégénérescence pour les étoiles à neutrons et cinétique pour notre soleil.

Donc vite fait bien fait j'ai lu un paquets d'articles sur ces 3 pressions, et plusieurs passages demeurent flous.

- Par ex: dans une étoile à neutron on parle de pression de dégénérescence pour expliquer pourquoi la gravitation n’entraîne pas un effondrement de la naine.
Ok mais pourquoi la température d'une naine blanche est elle si faible ? Vu la densité la T° ne devrait elle pas être plus élevé et donc donner une plus grande part à la pression de radiation ?

- Ce qui n’amène a celle ci, je l'ai compris comme étant une force exercée sur une parois par une onde electro. mais dans ce cas pourquoi faire intervenir la T° plutôt que la longueur d'onde ? Ok les 2 sont liés mais n'est ce pas se compliquer un peu la tâche que de résonner en terme de T° ?
Si un laser viens frapper une surface je risque de connaître la longueur d'onde mais la T° je vois pas comment, si ce n'est pas un calcul.

- 3eme problème la pression cinétique, donc liée à un corps chaud comme le soleil.
La c'est plus d'un point de vu du concept que je bloque, la gravitation est compensé par les réactions nucléaire, donc c'est la qu'intervient la pression cinétique mais comment ? J'ai du mal à conceptualiser le phénomène.

merci.

[PascalD 4 389]

Salut,

Je suppose que tu as déjà lu cette page : http://media4.obspm.fr/public/FSU/pages_physique-evolution/pressions-apprendre.html

Mes 2 centimes, en espérant que des physiciens plus compétents corrigeront les approximations trop grossières/erreurs ...

quote:

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Ok mais pourquoi la température d'une naine blanche est elle si faible ? Vu la densité la T° ne devrait elle pas être plus élevé et donc donner une plus grande part à la pression de radiation ?

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Une étoile c'est de la matière en quasi équilibre, soumise à une force répulsive (les différentes pressions) qui équilibre une force attractive (la gravitation).
Dans le cas de la naine blanche, les forces de pression dues aux effets d'intéraction entre électrons (genre, pour imager, la pression de contact entre ton pied et le sol) dominent largement devant les autres types de pression (radiation et cinétique). Froid est donc un terme relatif : une naine blanche, c'est quand même assez chaud.

quote:

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Ok les 2 sont liés mais n'est ce pas se compliquer un peu la tâche que de résonner en terme de T° ?

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Oui et non. En fait, un objet genre étoile rayonne dans toutes les longueurs d'onde, selon un spectre thermique similaire à ce qu' on appelle "spectre de corps noir", parce que c'est le spectre qui serait rayonné par un objet parfaitement noir. Ce spectre dépends de la température selon la loi indiquée dans l' article. Connaissant la distribution de l'énergie selon les différentes longueurs d'onde rayonnées, et en admettant que l' émetteur se comporte comme un corps noir, on peut en déduire la température. La température, c'est un genre de résultat intermédiaire, qui caractérise l' énergie associée à un spectre.

quote:

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la gravitation est compensé par les réactions nucléaire, donc c'est la qu'intervient la pression cinétique mais comment ? J'ai du mal à conceptualiser le phénomène.

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La pression cinétique, c'est la pression de tes pneus : le gaz chaud (chauffé par effondrement gravitationnel et surtout par les réactions nucléaires du coeur de l' étoile) est agité, chaque particule possède une énergie de mouvement (dite énergie cinétique) qui est cédée plus ou moins complètement lors d'un choc aux particules voisines. la résultante de tous ces mouvements aléatoires s'oppose à l' effondrement gravitationnel du gaz.

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 23-05-2013).]

[Désopilant ancistrus 20]

Ok merci, donc en gros la pression cinétique est juste liée au chaos moléculaire.

Pour la T° ça me parait clair aussi.

En fait le pression de radiation d'une naine est sans doute élevé dans l'absolue mais face a celle de dégénérescence elle est négligeable.

[ChiCyg 0]

Pour compléter un peu ce qu'écrit PascalD :

quote:

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Vu la densité la T° ne devrait elle pas être plus élevé et donc donner une plus grande part à la pression de radiation ?

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La température et la densité ne sont pas liées : on peut avoir un milieu dense, froid ou très peu dense, très chaud, etc ... Pour un gaz non dégénéré les trois grandeurs température, densité et pression sont reliées par une relation dite "équation d'état" genre PV=nRT.

Lorsqu'une étoile a fini de "brûler" son combustible, que le feu nucléaire s'éteint, la température diminue parce que l'étoile se refroidit en rayonnant dans l'espace. La pression cinétique diminue ce qui entraîne l'augmentation de la densité au point que les électrons sont serrés les uns contre les autres, le gaz commence à dégénérer : et la pression de dégénérescence qui ne dépend que de la densité s'oppose à la contraction de l'étoile.

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Ce qui n’amène a celle ci, je l'ai compris comme étant une force exercée sur une parois par une onde electro. mais dans ce cas pourquoi faire intervenir la T° plutôt que la longueur d'onde ?

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La pression de radiation est autre chose, elle est le fait de l'absorption et l'émission des photons par la matière : quand un atome absorbe un photon il prend sa quantité de mouvement (son impulsion: comme quand on bloque un ballon) et quand il émet un photon, il perd l'impulsion emportée par le photon proportionnelle à la fréquence du photon (inversement proportionnelle à sa longueur d'onde). La température n'intervient pas directement, c'est plutôt l'opacité du milieu et la luminosité qui vont déterminer la pression de radiation.

La pression de radiation intervient par exemple sur l'atmosphère externe d'une étoile en fin de vie : cette pression s'exerce sur la poussière qui absorbe bien les infrarouges et est accélérée vers l'extérieur. Son mouvement, entraîne le gaz. D'où la perte de masse des étoiles AGB par exemple.

quote:

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Si un laser viens frapper une surface je risque de connaître la longueur d'onde mais la T° je vois pas comment, si ce n'est pas un calcul.

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Exemple, le laser mégajoule, avec lequel les militaires font joujou sert à comprimer la matière jusqu'à provoquer la fusion nucléaire. C'est la pression de radiation qui agit. Ce n'est pas un problème de température mais d'intensité du laser.

quote:

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la gravitation est compensé par les réactions nucléaire, donc c'est la qu'intervient la pression cinétique mais comment ?

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Non, la gravitation est compensée par la pression (en fait le gradient de pression) quelle que soit l'origine de cette pression. Dans le cas du soleil, au centre il n'est pas dégénéré et la pression radiative est relativement faible, c'est donc la pression cinétique qui assure la stabilité. En vieillissant, la densité au centre va augmenter et son "vieux" coeur va commencer à dégénérer, mais je crains qu'on ne soit plus là pour en causer .

[Désopilant ancistrus 20]

quote:

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Exemple, le laser mégajoule, avec lequel les militaires font joujou sert à comprimer la matière jusqu'à provoquer la fusion nucléaire. C'est la pression de radiation qui agit. Ce n'est pas un problème de température mais d'intensité du laser.

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Mais un photon porte une certaine énergie liée à sa longueur d'onde, n'est ce pas tout simplement parce qu'il y a une énorme quantité de photons sur une surface très petite qu'il y a une haute élévation de T° ?

quote:

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La pression de radiation est autre chose, elle est le fait de l'absorption et l'émission des photons par la matière : quand un atome absorbe un photon il prend sa quantité de mouvement (son impulsion: comme quand on bloque un ballon) et quand il émet un photon, il perd l'impulsion emportée par le photon proportionnelle à la fréquence du photon

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En gros un miroir et un drap noir ne vont pas subir la même pression de radiation du soleil ?

[ChiCyg 0]

quote:

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Mais un photon porte une certaine énergie liée à sa longueur d'onde, n'est ce pas tout simplement parce qu'il y a une énorme quantité de photons sur une surface très petite qu'il y a une haute élévation de T° ?

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Ou plutôt c'est parce que la température est élevée que le milieu émet beaucoup de photons de courtes longueurs d'onde donc d'énergies élevées.

Pour un corps noir en équilibre thermodynamique (genre four fermé ou à l'intérieur des étoiles là où les photons ont du mal à s'échapper) des photons sont constamment émis et absorbés par la matière : c'est le fameux spectre du corps noir qui est déterminé par la température de la matière : plus elle est élevée et plus la quantité de photons et leurs énergies augmentent.

quote:

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En gros un miroir et un drap noir ne vont pas subir la même pression de radiation du soleil ?

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Oui, c'est pour cela que si les voiles solaires sont réfléchissantes elles peuvent (au mieux) doubler l'impulsion qu'elles reçoivent.