le hollandais volant a écrit : >> Alors ce n'est peut-être pas sous le zéro absolu dans le
>> sens ou on l'entend communément d'une température
>> (et dans ce cas on sera tous ravis ici d'avoir les explications)
C’est exactement ça !

Le sites se trompent dans le sens où le titre du papier initial est trompeur et "accrocheur" au delà qu’il ne doit l’être (ou alors assez imprécis pour susciter effervescence chez les journalistes, comme le scoop des trous noirs construits au CERN, il y a quelques années).

Je n’ai regardé que le site de Nature.com, qui me semble de loin le plus sérieux www.nature.com/news/quantum-gas-goes-below-absolute-zero-1.12146

J’ai aussi cette vidéo qui en parle : www.youtube.com/watch?v=yTeBUpR17Rw
(c’est fait par un professeur de physique quantique à l’université de Nottingham)

Le problème c’est de savoir comment on définit la température. Une température thermodynamique négative reste et est impossible : on ne peut pas être moins mobile que l’immobilité, or la température thermodynamique *c’est* la mobilité des atomes.

En fait, on ne peut même pas atteindre le zéro absolu : même en cas d’immobilisme thermodynamique des atomes, il restera des vibrations produits par la physique quantique. C’est pour ça qu’on dit que le zéro absolu est interdit par la physique quantique.

L’expérience décrite ici c’est de placer les atomes dans un état tellement énergétique qu’ils ne peuvent que perdre leur énergie (c’est pour ça qu’ils disent que « sous le zéro absolu, il fait chaud » : chaud dans le sens où la chaleur et l’énergie vont toujours du corps chaud vers le corps froid, et ici, le corps sera toujours chaud dans ce sens là).

Aussi, le zéro absolu est décrit ici en terme d’entropie (terme difficile à expliquer, mais c’est très grossièrement la grandeur qui prend le relais de la température, quand le nombre d’atomes est faible, et plus particulièrement ici à très faible température) : plus on s’approche du zéro absolu, plus l’entropie diminue, car plus les atomes sont calmes et dans un état stable.

Ici, c’est comme si l’entropie était négative sur une échelle où le "zéro entropie" correspond à l’état le plus stable de la matière (et non pas le point d’entropie "zéro absolu" qui lui n’existe pas, à cause de l’impossibilité d’atteindre la température de 0 Kelvin, justement).

Il en découle qu’en ajoutant de l’énergie à ces atomes, l’entropie diminue (en valeur absolue) et se rapproche de zéro.
C’est quelque chose qui n’a pas lieu normalement : en temps normal, l’addition d’énergie à un système à augmente toujours l’entropie (en valeur absolue), donc l’écarte un peu plus du point de "zéro entropie" sur notre échelle.

C’est cette inversion qui est explicable ici en ajoutant un signe moins dans l’équation (voir le lien youtube, 10e minute et après). Mais il le dit aussi plus loin : ce n’est pas parce qu’on ajoute un signe moins dans l’équation que ça permet de faire de la magie. C’est juste possible.

Le site de Nature le dit aussi comme ça :
« In theory, […] the sign of the temperature would change from a positive to a negative absolute temperature »

Je maintiens donc bien que des températures thermodynamiques inférieures au zéro absolu ne sont pas encore atteintes. Les lois physiques actuelles l’empêchent.
C’est comme la vitesse de la lumière : la matière ne peut pas aller plus vite. C’est bien pour ça que l’expérience OPERA des neutrinos avaient fait un scandale dans la communauté scientifique : parce que les neutrinos violaient la physique (violation démentie depuis lors). Ici, les températures négatives n’ont pas fait de scandale, justement ils ne violent pas les lois de la thermodynamique. Je sais que ce n’est pas une preuve, mais des températures véritablement négatives auraient fait beaucoup plus de bruit que ça. Afficher tout Merci pour tous ces détails et tes anecdotes. Je crois que les modérateurs devraient mieux vérifier la formulation des anectodes.

padawnchoco a écrit : Merci pour tous ces détails et tes anecdotes. Je crois que les modérateurs devraient mieux vérifier la formulation des anectodes. À leurs décharge il n'est pas obligatoire d'être titulaire d'un doctorat en physique quantique pour modéré un site d'anecdotes. Et puis la communauté et la pour palier aux éventuels manquement ^^ j'ai encore une fois suivi le fil des commentaires avec un grand intérêt merci :)

ponchi a écrit : Ok, j'ouvre mon esprit : la seule solution pour moi d'avoir un rendement supérieur à 100% c'est de changer la définition actuelle du mot rendement. Les frigo et pompe à chaleur ont un rendement supérieur à 100% en général, on appelle ça efficacité pour pas choquer, mais c'est bel et bien un rendement

eleusis a écrit : Les frigo et pompe à chaleur ont un rendement supérieur à 100% en général, on appelle ça efficacité pour pas choquer, mais c'est bel et bien un rendement Non. Le rendement d'un cycle de carnot c = 1-(Tfroide/Tchaude). L'efficacité, (que je ne connaissait pas, merci) apparemment ça ne prend en compte que la puissance transmise à la pompe W: e=Q/W.

www.ac-nancy-metz.fr/enseign/physique/phys/bts-main/Thermo7/cours7.htm

ponchi a écrit : Non. Le rendement d'un cycle de carnot c = 1-(Tfroide/Tchaude). L'efficacité, (que je ne connaissait pas, merci) apparemment ça ne prend en compte que la puissance transmise à la pompe W: e=Q/W.

www.ac-nancy-metz.fr/enseign/physique/phys/bts-main/Thermo7/cours7.htm Ça revient exactement au même ! C'est ce que tu gagnes sur ce sur tu consommes, pour un cycle idéal (l'équivalent de Carnot), pour un frigo (ou une PAC) tu as e=1+T1/T2. Pour le moteur ce qui bloque le rendement à 1 c'est le signe moins, mais si tu as Tfroide négative, tu obtiens effectivement un rendement plus grand que 1. (C'est mathématiquement possible, à nous de voir si ça l'est physiquement). Le rendement d'un moteur est aussi défini en fait par n=-W/Q

eleusis a écrit : Ça revient exactement au même ! C'est ce que tu gagnes sur ce sur tu consommes, pour un cycle idéal (l'équivalent de Carnot), pour un frigo (ou une PAC) tu as e=1+T1/T2. Pour le moteur ce qui bloque le rendement à 1 c'est le signe moins, mais si tu as Tfroide négative, tu obtiens effectivement un rendement plus grand que 1. (C'est mathématiquement possible, à nous de voir si ça l'est physiquement). Le rendement d'un moteur est aussi défini en fait par n=-W/Q Afficher tout Donne tes sources stp.

ponchi a écrit : Donne tes sources stp. Mes cours de prépa et d'école d'ingénieur de thermodynamique.
Je retrouve mes poly ce soir, je peux essayer de faire une démonstration, mais c'est pas méga pratique dans les commentaires.
Tu peux m'envoyer un mail à [email protected] ?

eleusis a écrit : Mes cours de prépa et d'école d'ingénieur de thermodynamique.
Je retrouve mes poly ce soir, je peux essayer de faire une démonstration, mais c'est pas méga pratique dans les commentaires.
Tu peux m'envoyer un mail à [email protected] ? Tapes "différence entre rendement et efficacité" dans Google. En plus on a fait les même études :-). En effet l'efficacité peut être >1 mais pas le rendement dont on parle ici.
economie-d-energie.comprendrechoisir.com/comprendre/rendement-energetique-efficacite-energetique

kutman a écrit : Quelqu'un pourrait il expliquer comment c'est possible car le zero absolu nécessite un arret complet des particules qui nous entourent plus elles s'agitent rapidement plus elles produisent de chaleurs. Mais lorsque l'on atteint le zero absolu elles sont à l'arret comment peut on dans ce cas le dépasser? Si le zéro absolu était atteint, le mouvement moléculaire s'arrêterait et les molécules perdraient leur capacité. Par exemple, une brique au zéro absolu s’effriterait et tomberait en poussière car les molécules qui la compose n'auraient plus les propriétés suffisantes pour former et maintenir la structure de la brique. Si on dépassait cette température, les molécules devraient émettre un énergie très puissante et on pourrait la puiser, ce qui signifierait un rendement supérieur !
Maintenant, j'avoue ne pas comprendre comment ils y sont parvenus...

eleusis a écrit : Les frigo et pompe à chaleur ont un rendement supérieur à 100% en général, on appelle ça efficacité pour pas choquer, mais c'est bel et bien un rendement Le rendement d'un moteur ne peut pas dépasser 33% il me semble. Ce dont tu parles est le cop je pense.

padawnchoco a écrit : Le rendement d'un moteur ne peut pas dépasser 33% il me semble. Ce dont tu parles est le cop je pense. Un rendement n'est pas limité à 33%, ça dépend des températures des sources chaudes et froides. Ce que je dis, c'est que rendement et efficacité sont définis par me même rapport : puissance gagnée/puissance fournie. On parle d'ailleurs de plus en plus d'efficacité ou de COP pour les moteurs.

Ponchi on est bien d'accord que avec des températures positives le rendement est limité à 1. C'est clair, c'est net. Mais avec une température négative, il n'y a plus cette limite, le signe moins dans le rendement de Carnot avec la température négative conduit à un rendement toujours supérieur à 1. Encore faut-il réellement passer dans le négatif.
voir Lien avec le rendement, on voit bien que c'est en fait les mêmes grandeurs. fr.wikipedia.org/wiki/Efficacit%C3%A9_%C3%A9nerg%C3%A9tique_(thermodynamique) (encoe une fois, je suis d'accord sur la limite du 1, c'est mathématiques...)

niko33 a écrit : T est le seul qui est mis un commentaire que je comprend. J aime. Stop aux annecdottes ou on comprend rien. On vient s intruire (on a realiser notre limite intellectuel du coup on fait l effort. Bete mais pas mechant ;-) ) donc nous faites pas regretter. Donnez nous des annecdotes sur les cochons, les giratoires, les feux de signalisations ou des colibris. Oui donnez nous des colibri. On veut des colibris. Des colibris, des colibris, des colibris.

Sur ce...comme dirait un internaute.......salut Afficher tout Pour arriver comprendre, il faut déjà ne pas rejeter d’un bloc tout ce que tu ne comprend pas : sinon, c’est sûr que tu ne comprendra rien.
Il est possible de tout comprendre dans la vie : suffit de prendre le temps et d’en avoir la volonté…

Après, la connaissance ne viendra jamais toute seule : ouvre une encyclopédie et lis. Fais au moins l’effort de comprendre.

Voilà pour commencer : fr.wikipedia.org/
Après, si tu comprends pas, demande.

padawnchoco a écrit : Le rendement d'un moteur ne peut pas dépasser 33% il me semble. Ce dont tu parles est le cop je pense. ~33% c’est le rendement d’un moteur thermique.
Les ~67% restants sont perdus par dissipation thermique, en effet.
Ce 33% n’est pas fixe. La seule chose qui l’est c’est qu’un moteur thermique ne peut *jamais* atteindre un rendement de 100%. Il y a *toujours* des pertes liés à l’agitation des molécules (et même avec un moteur parfait, sans frottements, et un gaz parfait, etc.) : c’est parce que les atomes ne vibrent pas tous dans le même sens ; sens celui du piston).

Concernant les COP ("coefficient de performance") des pompes à chaleur et frigos, il s’agit d’un nombre compare l’électricité injectée dans le circuit et la chaleur récupérée.

Il est possible qu’il soit de 200% ou 300%, mais ça n’a aucun sens rapport avec un rendement : la grandeur en sortie (chaleur produite) n’est pas comparable avec la grandeur en entrée (électricité).

Il faut plutôt le voir comme un rendement « financier » qu’on aura à la fin : si le COP de ta pompe à chaleur est de 3 (donc 300%), et qu’il consomme 1€ d’électricité, alors il fournira autant de chaleur que des convecteurs électriques qui coûtent 3€ d’électricité.

Pour une pompe à chaleur, plus ce COP est élevé, mieux c’est, car plus il vous fera économiser de l’électricité et donc de l’argent.

le hollandais volant a écrit : ~33% c’est le rendement d’un moteur thermique.
Les ~67% restants sont perdus par dissipation thermique, en effet.
Ce 33% n’est pas fixe. La seule chose qui l’est c’est qu’un moteur thermique ne peut *jamais* atteindre un rendement de 100%. Il y a *toujours* des pertes liés à l’agitation des molécules (et même avec un moteur parfait, sans frottements, et un gaz parfait, etc.) : c’est parce que les atomes ne vibrent pas tous dans le même sens ; sens celui du piston).

Concernant les COP ("coefficient de performance") des pompes à chaleur et frigos, il s’agit d’un nombre compare l’électricité injectée dans le circuit et la chaleur récupérée.

Il est possible qu’il soit de 200% ou 300%, mais ça n’a aucun sens rapport avec un rendement : la grandeur en sortie (chaleur produite) n’est pas comparable avec la grandeur en entrée (électricité).

Il faut plutôt le voir comme un rendement « financier » qu’on aura à la fin : si le COP de ta pompe à chaleur est de 3 (donc 300%), et qu’il consomme 1€ d’électricité, alors il fournira autant de chaleur que des convecteurs électriques qui coûtent 3€ d’électricité.

Pour une pompe à chaleur, plus ce COP est élevé, mieux c’est, car plus il vous fera économiser de l’électricité et donc de l’argent. Afficher tout Mais que faisait le hollandais volant ? On a failli attendre :-)

kutman a écrit : Quelqu'un pourrait il expliquer comment c'est possible car le zero absolu nécessite un arret complet des particules qui nous entourent plus elles s'agitent rapidement plus elles produisent de chaleurs. Mais lorsque l'on atteint le zero absolu elles sont à l'arret comment peut on dans ce cas le dépasser? Elles vont en sens inverse, tout simplement :)

Simeon a écrit : Elles vont en sens inverse, tout simplement :) pas vraiment : une vitesse peut-être négative quand c’est un vecteur. Mais pas en valeur absolue.

Quand tu recule, certes tu n’avances pas, mais tu te déplaces. Et ce déplacement, compte quand même !

Le déplacement minimal, est et reste l’immobilité totale.

Or, l’immobilité totale est impossible à atteindre : la physique quantique nous "l’interdit". Et évidemment, aller moins vite que l’immobilité, c’est pas possible. C’est pour ça que la température (équivalente à la mobilité) négative est impossible.

rem170 a écrit : Dire qu'à la préhistoire, pendant qu'un des homo-sapiens s'échinait à faire prendre feu à un tas de brindilles, il y en avait au moins un qui pensait qu'il perdait son temps, alors qu'il était bien plus urgent d'aller chercher des peaux de bêtes pour avoir moins froid... Et il en est ainsi dans toute l'histoire de l'humanité. Afficher tout C'est exactement ça!!

sam-irrite a écrit : C'est bien, mais je vois toujours pas l'interêt de ce genre d'expérience, quelqu'un peut m'éclairer ? A cette température les aliments sont pas conservés mes cuits. Comme la cuisine à l'azote liquide même si j'ai jamais testé.

zytkill a écrit : j'aimerai savoir l'utilité de cette découverte? A cette température les propriétés physique des liquides changent, ce sont les "super liquides". Je t'invite à voir le reportage " A la recherche du zéro absolu".

forza63 a écrit : Certain diront que j'ai trop regarder de science fiction mais la maitrise de cette technologie pourrait elle permettre de cryogéniser un être humain pour des transport dans l'espace sur plusieurs dizaines années ? Non ...