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 Thermodynamique et le vide

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Michel99



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MessageSujet: Thermodynamique et le vide   Mer 3 Fév 2010 - 19:47

En pensant à la re-conquête de la lune qui ne se fera pas je me suis interrogé sur l'énergie nécessaire pour garder le LEM à une température viable et à la perte d'énergie... dans le vide.

Vu qu'il n'y a plus d'échange thermique entre 2 éléments mais juste une dissipation dans les infrarouges (je ne compte pas la dissipation par les pieds du LEM) je m'interroge sur le temps nécessaire pour que le LEM descende, de nuit, à la température (ou au manque de température) ambiante.

Je me doute que le graphisme de la perte doit ressembler à une courbe asymptotique mais j'aurais quand même avoir une idée de la chose.


Michel99, qui vient de poser une question science et qui va prendre un cachet.
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Anthracite

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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Mer 3 Fév 2010 - 19:56

Heu !
Bonne question !
Sinon, ouais, la température descend de moins en moins vite au fur et à mesure que celle du LEM descend vers la température ambiante...
Mais, il me manque quelques données pour préciser d'avantage, d'autant plus que personne n'a attendu que les astronautes soient congelés pour vérifier le graphique et que, d'un autre côté le module lunaire était exposé au soleil...
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Michel99



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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Mer 3 Fév 2010 - 20:29

Si tu préfère penser à un satellite qui tournerais autour de la terre en 24H - 1/365ème et qui, manque de pot, resterait dans l'ombre tu a le droit.

Michel99, arrangeant.
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Anthracite

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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Mer 3 Fév 2010 - 20:38

Michel99 a écrit:
Si tu préfère penser à un satellite qui tournerais autour de la terre en 24H - 1/365ème et qui, manque de pot, resterait dans l'ombre tu a le droit.

Michel99, arrangeant.
Non, pas vraiment...
Ca doit ressembler, comme deux goutes d'eau (gelée) à la courbe de décharge d'un condensateur avec comme asymptote environs 0K.
Reste à connaître la quantité de joules au départ et l'isolation du bidule, mais c'est sûr que l'équipage sera vite congelé en l'absence d'exposition au Soleil...
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PtitGG

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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Mer 3 Fév 2010 - 22:53

le fond cosmique n'est pas à 3K plutôt que 0K?
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buck



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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Mer 3 Fév 2010 - 22:54

2.7 Wink
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Anthracite

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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Mer 3 Fév 2010 - 23:13

buck a écrit:
2.7 Wink
C'est pourquoi j'ai écrit "environ"
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lgda



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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Mer 3 Fév 2010 - 23:55

Michel99 a écrit:
je m'interroge sur le temps nécessaire pour que le LEM descende, de nuit, à la température (ou au manque de température) ambiante.
Inutile de te poser la question pour le programme Apollo !

Une journée ensoleillée lunaire dure environ 14 jours terrestres et idem pour la nuit.
Le LEM a alunni de bonne heure dans la matinée lunaire et est reparti dans l'après-midi lunaire...
Aucun problème de nuit lunaire !

Par contre, peut-être bien que la NASA serait intéressée à tes suggestions pour les futures missions permanentes sur la Lune.

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Steph



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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Jeu 4 Fév 2010 - 0:39

PtitGG a écrit:
le fond cosmique n'est pas à 3K plutôt que 0K?

Il gèleront donc moins vite. Quel soulagement!
Very Happy
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Anthracite

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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Jeu 4 Fév 2010 - 19:58

Steph a écrit:
PtitGG a écrit:
le fond cosmique n'est pas à 3K plutôt que 0K?

Il gèleront donc moins vite. Quel soulagement!
Very Happy
Oui hein !
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Anthracite

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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Jeu 4 Fév 2010 - 20:01

D'autant moins vite que le 99° Michel suggère que ce serait plus (le satellite) plus proche de la Terre qui rayonne comme il irradie !
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Le Vieux

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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Jeu 4 Fév 2010 - 20:44

Salut

J'avais lu il y a quelques années, que certains satellites étaient tellement bien isolé que leur déperdition était quasi nulle, et que même après une longue période, la température avait diminué d' a peine quelques dixièmes de de degrés, attention l'article parlait de périodes de temps exprimées en mois. (et pas en toit)

Je me demande quel crédit a apporter à cette information. ?

Le Vieux.

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S'occuper des grands problèmes de ce monde c'est bien, et même très bien, s'asseoir sous un arbre et regarder les nuages passer c'est très bien aussi (L.V.)
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Michel99



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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Jeu 4 Fév 2010 - 21:32

Haaaa, merci Le Vieux.

Je n'avais pas osé exprimer quelque chose d'aussi osé pour ne pas avoir l'air bête (je me débrouille assez bien sans ça) mais généralement le refroidissement se fait par transfert d'un élément à un autre.
Dans le vide rien de tel, ça doit donc aider. La déperdition par simple rayonnement doit être nettement plus réduite que par transfert direct.

Notons tout de même que pour ce qui est des satellites ils prennent aussi le soleil de plein fouet.
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Nieur



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MessageSujet: http://fr.m.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Stefan-Boltzmann   Jeu 4 Fév 2010 - 21:53

http://fr.m.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Stefan-Boltzmann
cette équation donne la puissance émise par un corps noir pour une température donnée. Et effectivement la courbe de température doit ressembler a celle de la charge d' un Condo puisque la puissance émise diminue avec la température.
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Anthracite

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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Ven 5 Fév 2010 - 20:31

lgda a écrit:
Michel99 a écrit:
je m'interroge sur le temps nécessaire pour que le LEM descende, de nuit, à la température (ou au manque de température) ambiante.
Inutile de te poser la question pour le programme Apollo ! ...


Par contre, peut-être bien que la NASA serait intéressée à tes suggestions pour les futures missions permanentes sur la Lune.
Ça, c'est sûr, Michel IC va passer un de ces jours à la télé !
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Anthracite

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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Ven 5 Fév 2010 - 20:36

Michel99 a écrit:
Si tu préfère penser à un satellite qui tournerais autour de la terre en 24H - 1/365ème et qui, manque de pot, resterait dans l'ombre tu a le droit.

Michel99, arrangeant.
Vouais c'est possible si la Terre a une orbite parfaitement circulaire autour du Soleil...
Mais comme l'orbite de la Terre est elliptique, je suis très occupé à me demander quelle serait la trajectoire réelle de ce satellite autour du soleil...
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Anthracite

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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Sam 6 Fév 2010 - 0:10

Nieur a écrit:
http://fr.m.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Stefan-Boltzmann
cette équation donne la puissance émise par un corps noir pour une température donnée. Et effectivement la courbe de température doit ressembler a celle de la charge d' un Condo puisque la puissance émise diminue avec la température.
Au fait, merci !
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blondie

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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Sam 6 Fév 2010 - 16:57

Michel a écrit:
mais généralement le refroidissement se fait par transfert d'un élément à un autre.
Dans le vide rien de tel, ça doit donc aider. La déperdition par simple rayonnement doit être nettement plus réduite que par transfert direct.

C'est le principe de la bouteille thermos ??? Non???

Blondie et la thermodynamique Very Happy

flower
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Nieur



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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Sam 6 Fév 2010 - 18:36

Dans une thermos, tu as une 2e paroi réfléchissante qui sert a limiter les pertes par rayonnement. Comme quoi ça ne doit pas être si négligeable Wink
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Michel99



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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Sam 6 Fév 2010 - 21:27

... qui sert a limiter les pertes par rayonnement.
Uniquement par rayonnement ?

La thermos est en contact permanent avec un autre élément avec lequel elle échange abondamment. L'air !
La seconde couche est surtout là pour créer une isolation entre les éléments à l'intérieur et ceux à l'extérieur.

Dans le cas du vide il n'y a pas d'élément extérieur à proprement parler.

Sauf erreur, les parois du LEM ne faisaient pas plus de qq millimètres d'épaisseur.
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Anthracite

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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Sam 6 Fév 2010 - 22:23

Michel99 a écrit:
... qui sert a limiter les pertes par rayonnement.
Uniquement par rayonnement ?

La thermos est en contact permanent avec un autre élément avec lequel elle échange abondamment. L'air !
La seconde couche est surtout là pour créer une isolation entre les éléments à l'intérieur et ceux à l'extérieur.

Dans le cas du vide il n'y a pas d'élément extérieur à proprement parler.

Sauf erreur, les parois du LEM ne faisaient pas plus de qq millimètres d'épaisseur.
Mais personne ne te dit qu'il y a d'autres pertes que celles par rayonnement, néanmoins c'est un mode de diffusion de la chaleur non négligeable, c'est, en fait, ce qui constitue le facteur de perte le plus important dans le double vitrage et c'est également ce qui chauffe la Terre.
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Anthracite

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MessageSujet: Re: Thermodynamique et le vide   Dim 7 Fév 2010 - 0:09

Michel99 a écrit:
... qui sert a limiter les pertes par rayonnement.
Uniquement par rayonnement ?

La thermos est en contact permanent avec un autre élément avec lequel elle échange abondamment. L'air !
La seconde couche est surtout là pour créer une isolation entre les éléments à l'intérieur et ceux à l'extérieur.

Oui, enfin, comme le vase de Dewar il y a quasi vide d'air entre les deux parois ce qui empêche la conduction et la convection.
Les surfaces réfléchissantes empêchent le rayonnement.
On peut conserver de l'azote liquide, pendant une dizaine d'heures dans une vraie bouteille thermos, je l'ai vu faire.
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