A vous les physiciens - Page 2

Sally (./21) :
Je ne vois pas vraiment ça comme le fait que l'eau « veuille » s'évaporer, c'est plutôt l'air qui est trop sec et qui « veut » absorber de l'eau... (sans air il n'y aurait pas d'évaporation)

Faux Si on place une goutte d'eau dans le vide, elle se vaporise très rapidement.

La température d'ébullition de l'eau dépend de la pression. Vide == pression de 0 bar => ébullition à très faible température => vaporisation. A 0,02 bar, par exemple, sous une température ambiante de 15°C, un verre d'eau se met à bouillir et disparait en vapeur en quelques minutes.

very (./30) :
et que l'eau sur le corps est très vite refroidie elle par l'air..

[citation needed]

(c'est possible à cause des poils et tout ça, mais je sais pas trop quel ordre de grandeur ça peut représenter ?)

./31 > non mais je veux dire sans air et à une température inférieure à celle d'ébullition évidemment (je sais qu'il peut y avoir *ébullition* sans air ou autre gaz, mais pas *évaporation*). Ceci dit mon interprétation était sans doute inexacte en effet (cf. ce qu'a dit Pollux ensuite), mais le fait est que si tu enfermes de l'eau hors du contact d'un gaz dans des conditions de température et de pression où elle est censée être liquide, il ne se formera pas de vapeur il me semble, alors que si dans les mêmes conditions de température et de pression tu la mets en contact avec de l'air ou un gaz quelconque il s'en formera (en fait c'est comme si l'eau cherchait automatiquement à occuper la phase gazeuse à partir du moment où celle-ci est présente ; mais si elle ne l'est pas il ne se passe rien)

very > si tu as plus froid dans l'eau que dans l'air à la même température c'est à cause de la différence de capacité thermique (qui est elle-même une conséquence de la différence de densité, tu es en contact avec moins de molécules dans l'air que dans l'eau), mais ce que tu dis sur le refroidissement de l'eau me semble complètement illogique :
— d'une part, argument expérimental, on constate que être mouillé dans le vent sec rafraîchit la peau efficacement même si le vent est plus chaud que l'eau (et ne peut donc pas la refroidir, enfin pas par simple échange thermique !) D'où l'utilité de transpirer de l'eau à 37°C quand l'air est à 40°C ou au-delà ^^
— d'autre part, argument théorique, ton idée sous-entend que l'air est plus efficace pour refroidir l'eau qui va ensuite refroidir le corps que pour refroidir le corps directement. Pourtant la surface de contact est la même, et la capacité thermique de l'air est aussi la même, dans les deux cas, donc ça n'est pas possible si ce sont juste des échanges thermiques. L'air va prendre de la chaleur à n'importe quoi qui est plus chaud que lui, il ne va pas privilégier l'eau par rapport à la peau... la raison pour laquelle l'eau refroidit si vite est bel et bien l'évaporation ^^

Bon sinon c'est vrai que quand tu es sec les poils conservent une couche d'air plus ou moins statique près de la peau qui joue le rôle d'isolant, et que dès que tu es mouillé ce phénomène disparaît parce qu'ils sont aplatis et collent à la peau¹, et ça joue sûrement un rôle très important pour les animaux à fourrure, mais pour nous je sais pas si c'est vraiment notable...

¹C'est pas le cas pour les animaux adaptés genre loutre, castor, qui conservent de l'air dans leurs poils même quand ils sont sous l'eau, mais c'est sans doute vrai pour chien, chat par exemple ^^

En fait on pourrait faire l'expérience en se collant sur la peau une "peau" métallique lisse et en voyant si on a beaucoup plus froid qu'avec la peau nue Un volontaire ?

bof
A priori comme ça je pense que les poils (et la structure de la surface de la peau) ont un effet notable sur la régulation thermique même chez l'humain, mais je ne suis pas sûr que le fait de mouiller les poils annihile cet effet aussi efficacement qu'une peau métallique, et d'autre part je pense que ça reste négligeable (pour nous) devant la perte de chaleur due à l'évaporation...
Sinon il faudrait demander à des nageurs professionnels

sinon en fait le refroidissement de l'eau dont parle very, je pense qu'en l'absence d'évaporation (air saturé d'humidité par exemple) il ne se produirait tout simplement pas, l'eau échangeant beaucoup plus de chaleur avec la peau qu'avec l'air resterait à une température très proche de celle de la peau à mon avis...

Sally (./33) :
- d'une part, argument expérimental, on constate que être mouillé dans le vent sec rafraîchit la peau efficacement même si le vent est plus chaud que l'eau (et ne peut donc pas la refroidir, enfin pas par simple échange thermique !) D'où l'utilité de transpirer de l'eau à 37°C quand l'air est à 40°C ou au-delà ^^ - d'autre part, argument théorique, ton idée sous-entend que l'air est plus efficace pour refroidir l'eau qui va ensuite refroidir le corps que pour refroidir le corps directement. Pourtant la surface de contact est la même, et la capacité thermique de l'air est aussi la même, dans les deux cas, donc ça n'est pas possible si ce sont juste des échanges thermiques. L'air va prendre de la chaleur à n'importe quoi qui est plus chaud que lui, il ne va pas privilégier l'eau par rapport à la peau... la raison pour laquelle l'eau refroidit si vite est bel et bien l'évaporation ^^

- .bha si le corps est plus chaud que l'eau, ça favorise le transfert dans l'autre sens (corps->eau), qui finit par tomber/s'évaporer, donc ouais ça rafraichit le corps, et va bien avec mon argument.
.Je sais pas si t'es déjà tester de transpirer au delà de 40° ambiant... t'as pas du tout l'impression que ça te rafraichis.. (plutôt que c'est en train de bouillir sur ta gueule ).

-Ben elle n'est pas la même du tout, ça m'étonnerait pas que ça varie considérablement.. (le peau a des poils, et plus ou moins creusés. L'eau forme tout sauf une couche de hauteur constante, elle est plutôt sous forme de petites bulles locales.. )
Puis même y'a pas besoin, on ne parle pas de quantité total de calorie échangées à terme échangé mais de vitesse de l'échange...
Imaginons une expérience simple: tu met deux m^3 symétriques d'air séparé par une interface de largeur fixe, on chauffe l'air d'un coté, on constate, puis on s'amuse à changer la matière de l'interface. Mon petit doigt et la théorie de la chaleur (sic) disent je croie bien que ça changer de vitesse si c'est du métal ou bois comprimé [si je me souviens, ça change le coefficient conducto-convectif ]
Biensur ça ne changera pas l'équilibre, mais de beaucoup la vitesse, donc les flux caloriques... Comme le corps est un radiateur, c'est vraiment le flux qui compte pr savoir si on a froid ou pas..

very (./36) :
.Je sais pas si t'es déjà tester de transpirer au delà de 40° ambiant... t'as pas du tout l'impression que ça te rafraichis.. (plutôt que c'est en train de bouillir sur ta gueule ).

Ca, ça dépend surtout des conditions climatiques autres :
- 40° à l'abri du soleil, ou en plein cagnard (donc effet de loupe) ?
- 40° avec ou sans vent ?

Ben en fait en y repensant l'important c'est pas que "l'eau se refroidisse vite au contact de l'air", c'est que tant que la température de l'eau est inférieur à celle du corps et supérieur à celle de l'air, le transfert calorifique a toute les chances d'être augmenté fortement...

Et surtout ça dépend énormément de l'humidité ^^

Sally (./35) :
sinon en fait le refroidissement de l'eau dont parle very, je pense qu'en l'absence d'évaporation (air saturé d'humidité par exemple) il ne se produirait tout simplement pas, l'eau échangeant beaucoup plus de chaleur avec la peau qu'avec l'air resterait à une température très proche de celle de la peau à mon avis...

Ben oui, mais ça veut juste dire que l'interface eau-peau est peu isolante, pas que l'échange avec l'air n'est pas efficace, ça n'a rien à voir...

Bon donc la question est de savoir la répartition entre le refroidissement du au fait que le fait que l'eau soit un bon conducteur thermique (donc augmentation de l'échange corps-air) et celui du à l'énergie demandé par l'évaporation (aussi servie par le fait que l'eau conduise bien, ça tire plus facilement la chaleur du coprs..).

Moi j'pari sur le fait que le premier phénomène soit le plus important.... Je vois un test simple: prendre une pièce déjà saturé niveau humidité.

./36 2. Oui mais donc tu parles de la même chose que Pollux (ie quand tu es mouillé ça vire la couche d'air isolante qui se trouvait dans tes poils) ? comme j'ai dit ça a sûrement un effet mais je pense que pour nous il est négligeable devant l'évaporation...

mais pour moi ce phénomène (destruction de la couche isolante) n'était pas ce que tu décrivais en ./30, j'avais peut-être mal compris, c'est pour ça que j'ai répondu ça (si tu considères quelqu'un, ou une surface quelconque d'ailleurs, qui n'a pas de poils, alors il ne s'agit pas de remplacer une couche isolante (couche d'air capturée) par une couche nettement plus conductrice (couche d'eau) mais d'ajouter une couche de quelque chose là où avant il n'y avait aucune séparation, donc ça ne peut pas augmenter les transferts de chaleurs par magie, c'est ça que je voulais dire ^^)

./37 > ben j'ai dit 40°C dans un vent sec, pour qu'il y ait évaporation, et je reste convaincu que c'est très efficace, je suis à peu près sûr de l'avoir déjà expérimenté même si je me balade pas avec un thermomètre tout le temps ^^ (par contre ça ne donne pas l'impression d'être en sueur parce qu'elle s'évapore au fur et à mesure de sa production...)

./39 > oui oui bien sûr, c'était plus une remarque sur la formulation ^^ (il semblait dire que l'eau devenait froide, ce qui n'est sans doute pas le cas ^^)

Sally (./41) :
(couche d'eau) mais d'ajouter une couche de quelque chose là où avant il n'y avait aucune séparation, donc ça ne peut pas augmenter les transferts de chaleurs par magie, c'est ça que je voulais dire ^^

Hum si: ça change vraiment l'interface, la peau devient humide et change vraisemblablement sa capacité à conduire de la chaleur. Sinon dans le cas théorique de rajouter une interface très conductrice entre deux milieux qui ne le sont pas trop, ça m'étonnerait pas tant que ça que ça puisse augmenter les transferts caloriques (une interface isolante va ien les inhiber). enfin je sais pas trop j'ai des exemples contradictoires en tête

Pfouah ça devient trop long, j'ai plus envie de lire ni de poster

Sally ./33 : Faudrait regarder les équations thermodynamiques qui donnent les changements de phase en fonction de la pression et de la température. Il est pas impossible que la température d'ébullition de l'eau soit de 0K à 0 bar, ce qui voudrait dire que de l'eau placée dans le vide se vaporisera toujours En fait j'en sais rien.

En fait si la pression est trop faible (inférieure à celle du point triple) l'eau ne peut pas rester liquide, effectivement, mais par contre elle peut devenir solide si la température est suffisamment basse ^^ (il me semble que n'importe quel corps peut être solide à 0K quelle que soit la pression, mais je n'en suis pas sûr). Enfin une température réellement nulle est impossible, de même qu'une pression réellement nulle, donc c'est un abus de langage, mais je veux dire que pour tout corps et quelle que soit la pression il doit exister une température en-dessous de laquelle ce corps peut exister à l'état de cristal à cette pression (je ne suis pas sûr que c'est vrai).

ce qui n'exclut pas non plus de pouvoir faire évaporer n'importe quoi en le dépressurisant assez... d'ailleurs je vois mal comment une molécule tous les 3 kilomètres irait former un solide

oui ça marche aussi dans ce sens a priori ^^ pour tout corps et quelle que soit la température il doit exister une pression en-dessous de laquelle ce corps peut exister à l'état de vapeur (par contre autant il semble clair que tu peux refroidir indéfiniment ton gaz à pression super faible sans qu'il condense en un solide, autant je ne suis pas sûr que tu puisses forcer un solide à s'évaporer rien qu'en faisant le vide autour de lui... enfin après ça sort un peu du domaine de la thermodynamique je pense non ?)

Si si La glace peut se vaporiser directement, sans passer par l'état liquide. Ca s'appelle la sublimation.

Maintenant, est-ce qu'un bloc de glace placé dans le vide se vaporise (se sublime) spontanément ? A vérifier là encore

Euh à quoi tu réponds « si, si » ?
Si c'est à ma dernière remarque je voulais dire que quand la pression ou la température devient super méga faible la thermodynamique n'est peut-être plus la bonne théorie pour expliquer ce qui se passe, parce qu'on atteint ses limites... enfin si ça se trouve on peut genre dire des trucs qui sont vaguement vrais mais n'ont pas trop de sens, par exemple que le gaz dont parle Pollux avec une molécule tous les 3 km va bel et bien se condenser en un solide s'il fait suffisamment froid mais que ça va prendre des milliards d'années (j'invente, mais ça ne me paraît pas absurde ; cependant même si on peut peut-être dire ce genre de choses pour étendre la théorie c'est pas très utile a priori ^^)

Enfin en tous cas bien des phénomènes étranges peuvent se produire à basse température : http://fr.wikipedia.org/wiki/Superfluide

Je sens que Martial va être comblé

Sally (./25) :
Pour l'évaporation : http://fr.wikipedia.org/wiki/Chaleur_latente
2256 joules par gramme (= millilitre, enfin ça dépend de la température mais approx.) donc apparemment. Je ne pense pas que ça dépende beaucoup des minéraux dissous dans l'eau, mais je me trompe peut-être.

pour le réchauffement : ça dépend combien tu la réchauffes (sans blague ). Mais http://fr.wikipedia.org/wiki/Capacité_thermique_massique donc 4186 joules par *kilo*gramme (= litre) et par degré, donc oui c'est beaucoup plus faible, en fait même si tu amènes carrément l'eau de 0 à 100 degrés ça ne fait que 418,6 joules par gramme soit cinq fois moins que l'énergie nécessaire pour la vaporiser...

Pollux (./26) :
C'est juste que si tu imagines qu'il y a deux espèces différentes de molécules d'eau

Sally (./27) :
pwned et puis je poste des liens en français, moi

Ça me fait pas de mal de voir des liens en anglais. Since the 15th, I'm back in france and no more listen english, so that's good for me to read it (at least)

very (./30) :
Je crois que ce qui joue vraiment, c'est quand même qu'à température constante, y'a vachement plus d'échanges calorifiques entre coprs-eau que coprs-air (en clair: t'as plus vite froid dans de l'eau à 18° que de l'air a 18°, ça va demande plus d'énergie au corps pour se maintenir ), et que l'eau sur le corps est très vite refroidie elle par l'air..

Nop, ça joue peu.
On a vachement plus froid dans l'air avec une peau mouillée que dans l'eau du bain ou de la douche qui se trouve être à la même température (plus froide même en fait).

Nhut (./44) :
Pfouah ça devient trop long, j'ai plus envie de lire ni de poster

²

very (./51) :
Je sens que Martial va être comblé

Désolé, je pensais pas que ça vous ferait tant de noeuds au cerveau

Titane (./52) :
On a vachement plus froid dans l'air avec une peau mouillée que dans l'eau du bain ou de la douche qui se trouve être à la même température (plus froide même en fait).

Ah oui pas con comme expérience je n'y pensais même pas

very (./36) :
.Je sais pas si t'es déjà tester de transpirer au delà de 40° ambiant...

Les salles de sport en thailande

Sally (./54) :

Titane (./52) :
On a vachement plus froid dans l'air avec une peau mouillée que dans l'eau du bain ou de la douche qui se trouve être à la même température (plus froide même en fait).

Ah oui pas con comme expérience je n'y pensais même pas

Ben heu... je parle que ça fasse conducteur thermique qui favorise l'échange thermique corps-air... si t'es dans un bain ou dans la mer, ça n'a rien à voir (si ce n'est que l'eau se refroidit quand même, mais elle nous chauffe..), y'a pas du tout les mêmes rapports de masse.. (la peau mouillé doit juste favoriser l'échange de température avec l'eau chaude..)

bon j'ai essayé de googeler j'ai rien trouvé qui tranche...

(en meme temps je pense pas que beaucoup de glandus fassent des debats la dessus )

./56 > ben si ça a à voir, la conductivité thermique de l'eau est la même si tu es dans l'air et si tu es dans l'eau
et comment ça l'eau nous chauffe ? l'eau à 18 °C nous chauffe
l'expérience est simple : tu vas sur une plage où l'air est à 25°C et l'eau à 18°C (ou 30 et 23 c'est pareil ^^). Tu te mets en maillot, tu as pas froid. Tu entres dans l'eau, tu as un peu froid mais tu t'habitues. Par contre au moment où tu ressors de l'eau tu as encore nettement plus froid — notamment à cause du vent —, jusqu'à ce que tu sois sec. Pourquoi ?

Ça doit être la troisième fois mais je redis que ton explication ne tient pas debout : si on néglige le phénomène d'évaporation (dont tu suggères qu'il ne joue qu'un rôle mineur) que peut-il se produire ? au moment où tu sors de l'eau tu es couvert d'une pellicule d'eau à 18°C, cette eau n'a pas changé de capacité thermique par rapport à quand tu étais immergé, elle ne va pas te pomper de la chaleur plus vite qu'avant. Sur cette eau souffle un vent à 25°C, en l'absence d'évaporation celui-ci ne peut que chauffer l'eau, donc dans ton hypothèse on devrait avoir moins froid dès l'instant où on sort de l'eau, et ce d'autant plus qu'il y a du vent (ben oui ça devrait réchauffer l'eau plus vite...)
et en fait on devrait se mettre à avoir froid (enfin moins chaud) un peu plus tard, quand l'eau chauffée par le corps a atteint une température supérieure à celle de l'air et se met donc à dissiper de la chaleur dedans au lieu d'en recevoir de sa part...

Mais ça ne correspond pas du tout à la réalité. Enfin tu as déjà contesté que transpirer dans le vent même chaud soit efficace pour se rafraîchir, tu vas peut-être contester qu'on a toujours plus froid au moment où on sort de la mer même quand celle-ci est pourtant plus froide que l'air

Bon sinon il est tout à fait vrai que l'eau conduit mieux la chaleur que l'air et que donc quand on est mouillé l'échange avec l'air est plus efficace que quand on a une couche d'air isolante dans les poils hein, mais simplement ça ne joue qu'un rôle très faible par rapport à l'évaporation (sauf si l'air est déjà très humide peut-être...)

Sally (./58) :
Bon sinon il est tout à fait vrai que l'eau conduit mieux la chaleur que l'air et que donc quand on est mouillé l'échange avec l'air est plus efficace que quand on a une couche d'air isolante dans les poils hein, mais simplement ça ne joue qu'un rôle très faible par rapport à l'évaporation (sauf si l'air est déjà très humide peut-être...)

T'as des chiffres ?

Sinon c'est assez impressionnant comme tu peux être de mauvaise foi dans une première partie pour dire au final que t'es d'accord sur le phénopmène mais pas sur l'importance relative par rapport à l'évaporation.

Sinon, l'eau doit nous 'chauffer' à partir d'une température donnée, inférieur à 37°. en gros on peut dire que le corps est 'fait' pour 'fonctionner normalement' à une certaine température de l'air ( 22° ?): l'air refroidi bien le corps, mais comme les corps possède un radiateur, y'a une température optimale (qui n'est pas 37°: pour avoir testé, on a quand même chaud..)

Évidement si tu vas dans l'eau, par ce que sa capacité calorifique est différente de celle de l'air, la "température extérieur optimale" (pour que les échanges calorifiques soient identiques à au-dessus) va changer, elle devrait augmenter. (25° ? ). Au dessus l'eau 'réchauffe' évidemment (mais moins que de l'air à la même température), dans le sens où ça ne refroidit pas assez

[Sinon je pensais plus au cas de la douche chaude et donc de l'air frais que de la mer froide – moi je me baigne dans des mers chaudes, où j'ai plus chaud en ressortant de l'eau que dedans – ]

D'ailleurs dans le cas d'une salle de bain déjà saturé en humidité (ou d'un sonna/etc.. ) l'évaporation devrait être très faible (égale à la condensation ?) et ça change pas grand chose au phénomène..

Titane (./52) :

Pollux (./26) :
C'est juste que si tu imagines qu'il y a deux espèces différentes de molécules d'eau

Ben par exemple si les molécules d'eau étaient divisées en deux catégories : l'eau homéopathique et l'eau bénite, qui sont indistinguables en tout point (exactement les mêmes propriétés physiques) sauf que des extraterrestres t'ont donné un détecteur magique qui peut te dire le pourcentage de chacune dans un volume d'eau.

Alors si tu prends un sauna homéopathique (saturé en vapeur d'eau homéopathique) et que tu apportes de l'eau bénite, ce n'est pas parce que l'air est saturé en vapeur d'eau que l'eau bénite ne s'évaporera pas... (et à cause de la condensation tu te retrouves avec un peu d'eau homéopathique dans ton eau bénite)