Temperatures | Dr. Goulu

Comment est-il possible que les rayons du soleil puissent réchauffer la Terre alors que l'espace par lequel ils passent pour atteindre la Terre est gelé ?

Wed, 22 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

L’espace est surtout tellement vide que la lumière ne rencontre aucune particule (ou très peu) à laquelle elle peut transmettre son énergie.

Donc la lumière solaire transmet son énergie à l’atmosphère, aux plantes, à votre peau bronzée, bref au premier truc qu’elle rencontre.

Le transfert d’énergie se fait par : comme le Soleil est beaucoup plus chaud que la Terre, nous recevons du rayonnement visible, des UV et de l’infrarouge. Si la Terre gardait toute cette énergie, elle chaufferait à blanc, mais en réalité elle chauffe à la température exacte où elle réémet dans l’espace exactement la même énergie que celle qu’elle reçoit du Soleil (+ celle produite sous terre par la radioactivité naturelle), mais uniquement dans l’infrarouge.

Si l’atmosphère absorbe un tout petit peu plus d’énergie solaire ou d’infrarouges rayonnés par le sol via les gaz à effet de serre, elle va juste se réchauffer un peu pour réémettre la différence ….

Comment cela a-t-il pu être possible de marcher sans danger sur la Lune alors que la température de jour est de 125° et de -100 la nuit ?

Tue, 14 Jan 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Parce que ces “températures” sont celles d’un objet soumis (ou pas) au rayonnement solaire, pas celle d’un fluide ambiant qui pourrait transmettre ou absorber de la chaleur par conduction.

Quand vous passez à côté d’une plaque de cuisson chauffée, ça ne vous brûle pas. Quand vous regardez un glaçon dans votre whisky (comble du mauvais goût…) , vous n’avez pas froid aux yeux, parce que le entre deux objets est très faible quand il n’y a “que” 100 degrés de différence entre eux. Si l’air avait la température de la plaque ou du glaçon, vous seriez mal, et dans de l’eau vous mourriez en quelques secondes. Mais dans un thermos, vous seriez tranquille. Or le vide spatial a exactement l’effet de celui dans le thermos : seul le rayonnement passe.

La comportait 14 couches, dont plusieurs servent à répartir la chaleur entre les parties éclairées par les Soleil et celles à l’ombre, et elle était doté de 3 couches de refroidissement liquide. (L’article en anglais donne pas mal de détails).

Les combinaisons des astronautes isolent-elles réellement des -270° extérieur ?

Tue, 31 Dec 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Il ne fait pas -270 degrés à l’extérieur.

La température mesure l’agitation des molécules. Pas de molécules = pas de température.

Un corps chaud se refroidit par parce que l’agitation de ses molécules se transmet à des molécules qui bougent moins.

Pas de molécules = pas de conduction = pas de refroidissement

Le refroidissement d’un objet dans l’espace ne se fait que par rayonnement, qui dépend beaucoup (puissance 4) de la température du corps chaud.

Pratiquement, ça veut dire qu’un astronaute refroidit très lentement, comme s’il était dans un thermos. Mais s’il reçoit le rayonnement du soleil, il va se réchauffer plus qu’il ne se refroidit (mais toujours lentement)

C’est pour cela que les combinaisons spatiales sont blanches, plutôt pour éviter la surchauffe.

En physique plus une chose est chaude plus elle est de couleur bleue, pourquoi le Soleil n’est pas de cette couleur ?

Fri, 01 Nov 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Une réponse serait de dire qu’il n’est pas assez chaud. Sa surface est à 5500°C environ alors que Sirius est à 9700°C et d’autres étoiles sont encore plus chaudes et bleues.

L’autre réponse est de dire que notre perception des couleurs est alignée par l’évolution au spectre de notre étoile. Comme nous appelons “jaune” le rayonnement correspondant au maximum de son spectre et qui est au milieu approximatf de notre perception visuelle, nous appelons “bleu” la lumière de plus haute fréquence.

Un habitant d’une planète de Sirius trouverait probablement aussi son étoile “jaune” et la notre “rouge” dans son vocabulaire.

Comment faites-vous la distinction entre la température et l'effet Doppler en utilisant le rayonnement de corps noir ?

Wed, 02 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

L’ décale le spectre de de la même manière qu’un décalage de température :

$T' = T \sqrt{\frac{c-v}{c+v}}$

En astrophysique, la distinction se fait en observant le décalage des raies d’émission ou d’absorption . Voici par exemple une partie du spectre réellement mesuré d’une galaxie :

(source )

On y voit très nettement le pic de l’Hydrogène et deux pics de l’oxygène. Sur la mesure, le pic de l’hydrogène est à 810 nm, alors que est à 656.3 nm au repos.

En faisant la moyenne des décalages des trois pics on trouve un z=0.228 qui correspond à une vitesse d’éloignement de 68300 km/s, et par la une distance de 1050 Mega , soit 3.4 milliards d’années lumière.

Je sais pas vous, mais moi ça me scotche littéralement de voir qu’on peut mesurer le spectre d’un objet si lointain avec autant de précision.

En passant, l’hypothèse de la a été écartée à partir de telles mesures, car elle prévoyait une déformation du spectre, donc un décalage différent des différentes raies.

Quelle est la température d'un trou noir ?

Tue, 01 Oct 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Il faut distinguer deux choses:

La est celle perceptible à l’extérieur du trou noir, produite par le . Si ce rayonnement existe (on ne l’a jamais mesuré), la température correspondante est incroyablement faible : elle vaut 0.12 microKelvin pour un trou noir d’une masse solaire. Les sont plus froids que le à 2.7 K ! Ce n’est que dans les dernières minutes de sa très très très longue vie qu’un trou noir aurait une température de plus en plus élevée et émettrait un flash extraordinairement intense et très particulier, puisque balayant tout le spectre. Si on en voit un une fois, on saura:
La température à l’intérieur de l’horizon des événements du trou noir qui :

La plupart des graphiques qui "prouvent" le changement climatique montrent des écarts par rapport à une température moyenne. Comment cette moyenne est-elle déterminée pour l'ensemble de la planète ?

Sat, 28 Sep 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

On connait la température moyenne de l’atmosphère et sa composition sur les 400'000 dernières années grâces aux carottes glaciaires prises dans l’Antarctique.

Dans ces carottes glaciaires ont voit nettement des couches qui correspondent aux neiges annuelles, et dans ces couches se trouvent des bulles d’air emprisonnées.

On peut ainsi mesurer directement la composition de l’atmosphère, notamment le CO2 et le méthane, mais aussi distinguer les différents isotopes de l’oxygène . Or le rapport entre de l’Oxygène 18 avec l’Oxygène 16 dépend de la température.

En partant du principe que l’atmosphère est quand même bien brassée pour que cette concentration corresponde à une température moyenne, on a un “thermomètre isotopique” assez précis pour pouvoir faire des courbes comme celle-ci (le présent est à gauche …)

Références:

Pourquoi ne parle-t-on pas de degré Kelvin ?

Wed, 21 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Le kelvin, n’étant pas une mesure relative, n’est jamais précédé du mot « degré » ni du symbole « ° », contrairement aux degrés Celsius ou Fahrenheit

en effet depuis peu:

Jusqu’au 20 mai 2019, le kelvin était défini comme la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du de l’ (H2O), une variation de température d'1 K étant équivalente à une variation d'1 °C. La nouvelle définition a pour objectif de respecter cette valeur, mais en l’ancrant sur une valeur fixée de la .

(…)

Nouvelle définition:

La valeur du kelvin, K, est définie en fixant la valeur numérique de la à exactement 1,380 649 × 10^−23 J/K

Le kelvin devient ainsi dépendant des définitions de la , du et du , eux-mêmes définis en fonction de la h, de la c et de la de la transition hyperfine de l’ de l’ de non perturbé

(merci pour la question, je n’avais pas réalisé que le kelvin avait été redéfini en même temps que le kilogramme, en fixant une constante universelle)

Est-ce qu'une tête d'épingle chauffée à 15 millions de degrés Celsius tuerait tout le monde dans un rayon de 1 000 km?

Mon, 19 Aug 2019 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Quelle drôle d’idée… voyons voir :

la tête d’épingle étant composée principalement de fer et de carbone , à 15 millions de degrés il ne s’y produirait aucune réaction nucléaire, donc nous avons :

au grand maximum 10 mm^3 de fer, soit 0.080 grammes, d’une de 444 J/kg° , donc l’énergie thermique du plasma à 15 millions de degrés est à peu près de 44415E68E-5 = 533 kJ. C’est l’équivalent de la combustion de 12 grammes de pétrole (ou de TNT à quelque chose près). Ok, ça doit brûler un peu si on s’approche trop près …
mais à 15 millions de degrés, ce truc rayonne des rayons X. Selon la le max du pic est à une longeuur d’onde de 0.193 nanomètres, ou les photons ont une énergie de 6422 eV . Mais selon , avec cette énergie ils ne vont pénétrer l’eau ou la peau que de 1/10ème de mm environ
je voulais encore calculer le flux d’énergie en fonction de la distance et la vitesse à laquelle le plasma va refroidir, mais j’ai pas le temps alors je prétends “au pif” que …

… ça brûlerait un peu la peau à un mètre, et gravement si on le touchait, mais pour que ça tue il faudrait probablement l’avaler …

Notes de bas de page

Si la chaleur est le déplacement rapide de particules, pourquoi le vent donne-t-il une sensation de fraîcheur ?

Wed, 26 Jun 2019 00:00:00 +0000

Article initialement publié sur

Excellente question !

Le provient du fait que le déplacement d’air élimine la “couche limite” d’air (bon isolant thermique) qui se forme à la surface de notre peau. Il apporte donc de l’air plus frais (quand il fait moins de 37°C) que celui qui se trouve en contact avec notre peau.

De plus, et surtout quand il fait plus de 37°C, il évacue cette couche limite saturée d’humidité et permet l’évaporation de notre

L’apport en chaleur correspondant au vent est extrêmement faible. Selon la , les molécules d’air à 20°C ont une vitesse moyenne de 400 m/s (courbe verte ci-dessous, en rouge à -100°C et en bleu à 600°C), donc un vent de 10 m/s (36 km/h) correspond à une fraction de degré :