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Infiniment froid

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Modérateur 104ans Posté(e)
January Modérateur 53 837 messages
©‚ 104ans
Posté(e)

A pression ambiante, l’eau gèle à 0° degrés. En dessous de 0, c’est ce qu’on appelle communément le “froid” mais qu’est-ce que le froid, précisément ? L’absence de chaleur, certes. Quel effet a-t-il sur nos corps… et sur la matière ?

 

C'est en Antarctique que l'on trouve les plus basses températures sur Terre. En hiver, les températures peuvent atteindre entre −80 °C et −90 °C.

 

Comment les humains s’adaptent-ils au froid ? Quelles sont les régions les plus froides du monde ? Qu’est-ce que le zéro absolu ? Existe-t-il quelque chose de plus froid encore ?

C'est par ici : https://www.franceculture.fr/emissions/infiniment/froid

 

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Répy Membre 18 393 messages
scientifique‚
Posté(e)
il y a 33 minutes, January a dit :

A pression ambiante, l’eau gèle à 0° degrés. En dessous de 0, c’est ce qu’on appelle communément le “froid” mais qu’est-ce que le froid, précisément ? L’absence de chaleur, certes. Quel effet a-t-il sur nos corps… et sur la matière 

Comment les humains s’adaptent-ils au froid ? Quelles sont les régions les plus froides du monde ? Qu’est-ce que le zéro absolu ? Existe-t-il quelque chose de plus froid encore ?

C'est par ici : https://www.franceculture.fr/emissions/infiniment/froid

Dans le titre de l'émission et dans celui de ce nouveau sujet, un mot est très mal choisi : "infiniment" à propos du froid.

S'il est vrai qu'il n'y a pas de limite aux températures élevées, en revanche quand on descend vers le froid il y a une limite non seulement infranchissable mais impossible à atteindre : c'est le zéro absolu à -273,16 °C.

Puisque la température est liée à l'agitation des molécules et des atomes, quand la température diminue, l'agitation diminue. La limite est l'immobilité atomique. Il est impossible de faire plus immobile qu ece qui est déjà immobile. On ne peut donc pas l'atteindre, mais on sait s'en approcher aux prix d'un luxe inouï de précautions très coûteuses.

Mon propos ne détruit en rien l'intéret de l'émission programmée puisque le sujet est "Comment l'homme s'adapte au froid".

Modifié par Répy
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Membre Posté(e)
shyiro Membre 14 238 messages
Forumeur alchimiste‚
Posté(e)
il y a 17 minutes, Répy a dit :

Dans le titre de l'émission et dans celui de ce nouveau sujet, un mot est très mal choisi : "infiniment" à propos du froid.

S'il est vrai qu'il n'y a pas de limite aux températures élevées, en revanche quand on descend vers le froid il y a une limite non seulement infranchissable mais impossible à atteindre : c'est le zéro absolu à -273,16 °C.

Puisque la température est liée à l'agitation des molécules et des atomes, quand la température diminue, l'agitation diminue. La limite est l'immobilité atomique. Il est impossible de faire plus immobile qu ece qui est déjà immobile. On ne peut donc pas l'atteindre, mais on sait s'en approcher aux prix d'un luxe inouï de précautions très coûteuses.

Mon propos ne détruit en rien l'intéret de l'émission programmée puisque le sujet est comment l'homme s'adapte au froid.

 

A l'inverse, quand la temperature est tellement elevée, l'atome se casse en plusieurs particules elementaires ? Et ce sont ces particules elementaires qui continuent de tjs s'agiter de plus en plus ? 

 

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Membre 69ans Posté(e)
Gouderien Membre 23 107 messages
Obsédé textuel‚ 69ans
Posté(e)
il y a 57 minutes, January a dit :

A pression ambiante, l’eau gèle à 0° degrés. En dessous de 0, c’est ce qu’on appelle communément le “froid” mais qu’est-ce que le froid, précisément ? L’absence de chaleur, certes. Quel effet a-t-il sur nos corps… et sur la matière ?

 

C'est en Antarctique que l'on trouve les plus basses températures sur Terre. En hiver, les températures peuvent atteindre entre −80 °C et −90 °C.

 

Comment les humains s’adaptent-ils au froid ? Quelles sont les régions les plus froides du monde ? Qu’est-ce que le zéro absolu ? Existe-t-il quelque chose de plus froid encore ?

C'est par ici : https://www.franceculture.fr/emissions/infiniment/froid

 

"Il n'y a pas de climats froids, il n'y a que des vêtements mal adaptés."

(Paul-Émile Victor.)

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Membre 35ans Posté(e)
Vicen Membre 889 messages
Forumeur accro‚ 35ans
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Il y a 1 heure, January a dit :

A pression ambiante, l’eau gèle à 0° degrés. En dessous de 0, c’est ce qu’on appelle communément le “froid” mais qu’est-ce que le froid, précisément ? L’absence de chaleur, certes. Quel effet a-t-il sur nos corps… et sur la matière ?

L'absence de chaleur, c'est zéro Kelvin (-273°C)

Plus un environnement est froid et moins les particules seront excitées. L'état de la matière le plus calme est l'état solide.

Edit: grillé par Répy

Modifié par Vicen
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Membre 44ans Posté(e)
Gremlyne Membre 1 146 messages
Forumeur alchimiste‚ 44ans
Posté(e)

Petite digression...

 

"Sous le zéro absolu, il fait très chaud"

https://www.sciencesetavenir.fr/fondamental/sous-le-zero-absolu-il-fait-tres-chaud_23010

 

Des températures négatives plus chaudes que l'infini avec des atomes ultrafroids

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/physique-temperatures-negatives-plus-chaudes-infini-atomes-ultrafroids-43946/

Modifié par Gremlyne
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Membre Posté(e)
Répy Membre 18 393 messages
scientifique‚
Posté(e)
Il y a 2 heures, shyiro a dit :

 

A l'inverse, quand la temperature est tellement elevée, l'atome se casse en plusieurs particules elementaires ? Et ce sont ces particules elementaires qui continuent de tjs s'agiter de plus en plus ? 

Oui et le "record en température, en agitation des particules et dans la casse des particules c'est ce qui s'est passé au big bang. Bien sûr il est impossible de reproduire maintenant cette situation extrême m^me dans les accélérateurs de particules les plus puissants. Et c'est bien pour cette raison que l'on n'a pas encore pu casser les protons et neutrons en quarks et antiquarks.

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Membre 71ans Posté(e)
boeingue Membre 7 476 messages
Forumeur alchimiste‚ 71ans
Posté(e)

je comprends pourquoi je préfére la chaleur !!!

je peux z' étre à poil ou presque !

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Membre Posté(e)
azad2B Membre 3 827 messages
Le prendre au sérieux, nuit gravement à la santé‚
Posté(e)
Il y a 5 heures, shyiro a dit :

S'il est vrai qu'il n'y a pas de limite aux températures élevées, en revanche quand on descend vers le froid il y a une limite non seulement infranchissable mais impossible à atteindre : c'est le zéro absolu à -273,16 °C.

Il y a 2 heures, Répy a dit :

A l'inverse, quand la température est tellement élevée, l'atome se casse en plusieurs particules élementaires ? Et ce sont ces particules élémentaires qui continuent de toujours s'agiter de plus en plus ? 

Je crois que vous avez raison tous les deux. Mais cela soulève des questions existentielles.D'abord, le zéro absolu.  Limitation par le bas alors que par le haut presque rien (on va y revenir) ne semble limiter quoi que ce soit ..... et comme j'ai parlé de question existentielle, j'avoue que ça me dérange.Parce que, on peut croire que nos physiciens vont pouvoir poursuivre leur course vers les températures élevées et qu' avec le temps l' asymptote à leur progression ne sera pas due à une quelconque limitation technologique. Donc ils grimperont vers le toujours plus chaud ... ce qui sous-entend que les quarks ne sont pas l'ultime composant de la matière. Et jusqu'où descendra-ton ???

Autre question, toujours existentielle : l'échelle des températures serait donc infinie, mais bornée vers le bas. Si vous tirez au hasard une boule numérotée en degré Kelvin, dans une urne qui en contient un nombre infini (?!) quelle est la probabilité pour cette boule porte soit si proche de la limite inférieure qui serait donc zéro ?  Quest-ce que 273 sur la droite numérique achevée ? Vous allez me dire que les molécules sont instables et qu'une température trop élevée peut les désagréger. Surtout pour les molécules du vivant. Reste que la réponse n'est pas satisfaisante : par quel hasard, la Vie ne serait possible qu'aussi près de la limite inférieure ?

Pour ce qui est des températures élevées, cette histoire de non-limitation me chiffonne également. Faisons un rêve et supposons que nous sommes en l'an 200021. Avec les progrès de la connaissance et s'il est toujours en vie, l'humain dans ce futur 2000 ème siècle saura dominer l' Univers. Pour lui désintégrer une galaxie entière avec ses milliards d'étoiles ne sera qu' une sinécure. Juste histoire pour lui d'inscrire un nouveau record à la course vers les températures élevées....

Voyez-vous, quand certains physiciens acceptent l'idée de non limitation vers le haut, ils font fi de la règle sacro-sainte en sciences : rester sage. Et la sagesse en l' occurrence c'est d'accepter les limitations que Planck a énumérées. Longueur, température, durée entre autres. Or une température infiniment grande implique pour un photon la véhiculant, une longueur d'onde infiniment petite. Inférieure en tout cas aux dimensions de Planck. Ce qui n'est pas sage.

Non, je ne suis pas sadique, la preuve:  merci de vos interventions.

Modifié par azad2B
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Membre 35ans Posté(e)
Jean-EB Membre 581 messages
Forumeur forcené‚ 35ans
Posté(e)

Bonjour,

dans "Infiniment", série scientifique de l'été de France Culture, Nicolas Martin nous propose encore une fois des émissions passionnantes d'une grande rigueur scientifique. Il nous y a habitué depuis plusieurs années maintenant avec son émission "La Méthode scientifique".

Cet homme honore le service public.

Jean

Modifié par Jean-EB
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Membre Posté(e)
shyiro Membre 14 238 messages
Forumeur alchimiste‚
Posté(e)
Il y a 3 heures, Répy a dit :

Oui et le "record en température, en agitation des particules et dans la casse des particules c'est ce qui s'est passé au big bang. Bien sûr il est impossible de reproduire maintenant cette situation extrême m^me dans les accélérateurs de particules les plus puissants. Et c'est bien pour cette raison que l'on n'a pas encore pu casser les protons et neutrons en quarks et antiquarks.

Alors comment on a su que proton et neutron sont constitués chacun de 3 quarks ayant 3 'charge de couleur' différent ?

Modifié par shyiro
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Membre Posté(e)
shyiro Membre 14 238 messages
Forumeur alchimiste‚
Posté(e)
il y a une heure, azad2B a dit :

Je crois que vous avez raison tous les deux. Mais cela soulève des questions existentielles.D'abord, le zéro absolu.  Limitation par le bas alors que par le haut presque rien (on va y revenir) ne semble limiter quoi que ce soit ..... et comme j'ai parlé de question existentielle, j'avoue que ça me dérange.Parce que, on peut croire que nos physiciens vont pouvoir poursuivre leur course vers les températures élevées et qu' avec le temps l' asymptote à leur progression ne sera pas due à une quelconque limitation technologique. Donc ils grimperont vers le toujours plus chaud ... ce qui sous-entend que les quarks ne sont pas l'ultime composant de la matière. Et jusqu'où descendra-ton ???

Autre question, toujours existentielle : l'échelle des températures serait donc infinie, mais bornée vers le bas. Si vous tirez au hasard une boule numérotée en degré Kelvin, dans une urne qui en contient un nombre infini (?!) quelle est la probabilité pour cette boule porte soit si proche de la limite inférieure qui serait donc zéro ?  Quest-ce que 273 sur la droite numérique achevée ? Vous allez me dire que les molécules sont instables et qu'une température trop élevée peut les désagréger. Surtout pour les molécules du vivant. Reste que la réponse n'est pas satisfaisante : par quel hasard, la Vie ne serait possible qu'aussi près de la limite inférieure ?

Pour ce qui est des températures élevées, cette histoire de non-limitation me chiffonne également. Faisons un rêve et supposons que nous sommes en l'an 200021. Avec les progrès de la connaissance et s'il est toujours en vie, l'humain dans ce futur 2000 ème siècle saura dominer l' Univers. Pour lui désintégrer une galaxie entière avec ses milliards d'étoiles ne sera qu' une sinécure. Juste histoire pour lui d'inscrire un nouveau record à la course vers les températures élevées....

Voyez-vous, quand certains physiciens acceptent l'idée de non limitation vers le haut, ils font fi de la règle sacro-sainte en sciences : rester sage. Et la sagesse en l' occurrence c'est d'accepter les limitations que Planck a énumérées. Longueur, température, durée entre autres. Or une température infiniment grande implique pour un photon la véhiculant, une longueur d'onde infiniment petite. Inférieure en tout cas aux dimensions de Planck. Ce qui n'est pas sage.

Non, je ne suis pas sadique, la preuve:  merci de vos interventions.

Plus la température est élevée, plus la longueur d'onde du photon émis est petite ?

Dans ce cas il doit effectivement avoir aussi une limite supérieure de la température...

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azad2B Membre 3 827 messages
Le prendre au sérieux, nuit gravement à la santé‚
Posté(e)
il y a 1 minute, shyiro a dit :

Plus la température est élevée, plus la longueur d'onde du photon émis est petite ?

Dans ce cas il doit effectivement avoir aussi une limite supérieure de la température...

Hélas, les physiciens en sont conscients. Il faut dépasser les limitations qu'impliquent les limites de Planck, et pour cela sortir de celles qui découlent de la mécanique quantique et passer aux cordes, ou aux câbles, ou aux brindilles, peu importe ce qui va sortir de la tête de celui qui fondra les Relativités avec la MQ et qui je l'espère est déjà en vie, sinon, je mourrais aussi bête que je  le suis actuellement.

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Répy Membre 18 393 messages
scientifique‚
Posté(e)
Il y a 2 heures, azad2B a dit :

1 ....on peut croire que nos physiciens vont pouvoir poursuivre leur course vers les températures élevées et qu' avec le temps l' asymptote à leur progression ne sera pas due à une quelconque limitation technologique. Donc ils grimperont vers le toujours plus chaud ... ce qui sous-entend que les quarks ne sont pas l'ultime composant de la matière. Et jusqu'où descendra-ton ???

2 Autre question, toujours existentielle : l'échelle des températures serait donc infinie, mais bornée vers le bas. Si vous tirez au hasard une boule numérotée en degré Kelvin, dans une urne qui en contient un nombre infini (?!) quelle est la probabilité pour cette boule porte soit si proche de la limite inférieure qui serait donc zéro ?  Quest-ce que 273 sur la droite numérique achevée ? Vous allez me dire que les molécules sont instables et qu'une température trop élevée peut les désagréger. Surtout pour les molécules du vivant. Reste que la réponse n'est pas satisfaisante : par quel hasard, la Vie ne serait possible qu'aussi près de la limite inférieure ?

3 Pour ce qui est des températures élevées, cette histoire de non-limitation me chiffonne également. Faisons un rêve et supposons que nous sommes en l'an 200021. Avec les progrès de la connaissance et s'il est toujours en vie, l'humain dans ce futur 2000 ème siècle saura dominer l' Univers. Pour lui désintégrer une galaxie entière avec ses milliards d'étoiles ne sera qu' une sinécure. Juste histoire pour lui d'inscrire un nouveau record à la course vers les températures élevées....

4Voyez-vous, quand certains physiciens acceptent l'idée de non limitation vers le haut, ils font fi de la règle sacro-sainte en sciences : rester sage. Et la sagesse en l' occurrence c'est d'accepter les limitations que Planck a énumérées. Longueur, température, durée entre autres. Or une température infiniment grande implique pour un photon la véhiculant, une longueur d'onde infiniment petite. Inférieure en tout cas aux dimensions de Planck. Ce qui n'est pas sage.

J'ai numéroté les 4 paragraphes pour ne pas réécrire la question posée.

1 J'ai déjà dit que la température est liée à l'agitation de la matière. En conséquence l'échelle de température du physicien n'est pas l'échelle commune en °C (ou en °F) mais c'est l'échelle "absolue" exprimée en Kelvin. C'est une demi-droite partant de zéro K  ( à -273,16°C) et qui n'a pas de limite supérieure. Pour étudier le rendement d'une machine thermique, on utilise cette échelle thermodynamique.

2° la vie c'est de la chimie et la chimie ce sont des réactions chimiques où les facultés d'accrochage entre atomes résulte de chocs et donc d'une certaine température. Si la température est trop basse, les réactions chimiques se font moins bien ou plus lentement ou même pas du tout. Pour conserver les aliments et ralentir leur lente dégradation on les congèle à -20°C. Pour étudier un explosif, on le fait se décomposer lentement à -100°C au labo dans des récipients en verre et filmé alors qu'à la température ordinaire même une bouteille d'acier épais ne résisterait pas. La vie ne peut pas se développer au-dessous d'une certaine température.

3 il n'y a pas de limite théorique aux hautes températures. La plus élevées atteinte par l'univers le fut au moment du big-bang.

4° Effectivement, l'absence de limite supérieure à la température s'accompagne d'une indétermination totale sur la fréquence du photon traduisant cette énergie extrême. Pas de limite supérieure à la température ne signifie pas que tout sera simple dans cette configuration que heureusement l'homme "fini" ne pourra jamais atteindre. Et c'est bien pour ces raisons que la science ne sait pas décrire l'instant du big-bang.

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Répy Membre 18 393 messages
scientifique‚
Posté(e)
Il y a 1 heure, shyiro a dit :

Alors comment on a su que proton et neutron sont constitués chacun de 3 quarks ayant 3 'charge de couleur' différent ?

Depuis 1935, on a découvert diverses "particules" dans les cyclotrons et autres synchrocyclotrons. Leur nombre était tel que à partir de 1965, une théorie "ensembliste" atenté de sles regrouper en familles. En particulier Gell-Mann a eu l'idée de la théorie du modèle "standard" : avec 6 quarks et  6 leptons particules de matière électrisée donnet toute la matière. A celà il fut ajouter les bozons qui sont des particules de champ. Sur google tapez "modèle standard"  (et choisir image pour avoir un tableau clair).

Jusqu'à présent tout ce que l'on découvre est conforme à ce modèle standard. Mais rien ne dit que ce modèle est définitif.

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azad2B Membre 3 827 messages
Le prendre au sérieux, nuit gravement à la santé‚
Posté(e)

C'est vrai que finalement nous sommes un peu sortis de l'esprit du sujet initialisé par January. Sujet nécessitant des réponses plus pragmatiques que celles que Répy, Shyiro et moi-même avons proposées. Alors pour rester plus prosaïque je dirais que le froid, c'est avant tout quelque chose de très relatif. Le touareg qui se baladerait sur nos Champs-Elysées en plein coeur de l' été aurait sans doute besoin d'une tenue en polaire, et l'esquimau tiré de son igloo se promènerait sans doute en tee shirt en plein hiver à Lille... Pour nous qui vivons dans des zones dites tempérées et tant que nous ne sommes pas en état d' hypothermie et couverts d' engelures, le froid peut-être une bonne chose tant que notre organisme et son système de régulation fonctionne correctement. Et même s'il engendre un certaine fatigue, l'idée du bon chocolat chaud qu'on va se faire à la maison, ou mieux encore le grog avec une demi bouteille de rhum, ça réchauffe le coeur, Et puis c'est aussi psychologique : regardez cet amoureux transi, sous son lampadaire et qui attend sa bien-aimée depuis trois heures, il grelotte, il tremble, il va lâcher prise ... et puis soudain, parce qu'il l'a vue apparaître au bout de la rue, il est guéri, la fièvre le prend et une douce chaleur l' envahi. Allez expliquer cela à un scientifique vous !

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azad2B Membre 3 827 messages
Le prendre au sérieux, nuit gravement à la santé‚
Posté(e)
Il y a 1 heure, Répy a dit :

Effectivement, l'absence de limite supérieure à la température s'accompagne d'une indétermination totale sur la fréquence du photon traduisant cette énergie extrême. Pas de limite supérieure à la température ne signifie pas que tout sera simple dans cette configuration que heureusement l'homme "fini" ne pourra jamais atteindre. Et c'est bien pour ces raisons que la science ne sait pas décrire l'instant du big-bang.

On peut se demander effectivement quel sera le sort de l' humanité le jour où par je ne sais quelle mystérieuse découverte, nos savants se convaincront, la mort dans l' âme, d' écrire le mot FIN à la dernière page du Livre de la Science.

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Répy Membre 18 393 messages
scientifique‚
Posté(e)
Il y a 8 heures, azad2B a dit :

.... pour rester plus prosaïque je dirais que le froid, c'est avant tout quelque chose de très relatif. Le touareg qui se baladerait sur nos Champs-Elysées en plein coeur de l' été aurait sans doute besoin d'une tenue en polaire, et l'esquimau tiré de son igloo se promènerait sans doute en tee shirt en plein hiver à Lille... Pour nous qui vivons dans des zones dites tempérées et tant que nous ne sommes pas en état d' hypothermie et couverts d' engelures, le froid peut-être une bonne chose tant que notre organisme et son système de régulation fonctionne correctement. ...

Effectivement la perception physique du froid et sa perception psychologique ne sont pas forcéments liés.

Les esquimaux qui vivaient quasiment nus dans leur igloo supportaient une température proche de zéro degré pendant de longues heures mais sans aucun vent tandis qu'à l'extérieur par -40°C et beaucoup de vent, se couvrir chaudement est indispensable sous peine de mourir dans les 5 minutes.

Les gens des déserts chauds se couvrent le corps avec des vêtements amples afin de protéger leur peau des brûlures du soleil mais aussi pour garder une couche d'air qui est un très bon isolant thermique. En revanche, le froid ils connaissent bien car dans les déserts chauds il fait très froid la nuit et il gèle souvent (ce qui fait éclater les roches). C'est pour cette raison qu'il dorment au bivoac sous une tente qui ralentit l'irradiation vers le ciel.

Pour nous, habitant les pays tempérés, dans notre vie quotidienne, notre corps ignore les grands écarts de température. La mode des climatiseurs nous plonge dans une température constante qui nous fait perdre le mécanisme de la thermorégulation corporelle. À ce sujet il faut savoir que la moitié des capteurs thermiques du corps sont  sur le visage ! Quand l'hiver on se cache le visage avec un grande écharpe, on prive notre corps des informations qui lui permettent la régulation corporelle. Se cacher le visage n'a d'intérêt que lorsque la peau risque de geler, c'est le cas en haute montagne avec du -20°C et du vent ou bien dans les climats polaires.

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