Les objets rentrant dans l'atmosphère ne chauffent pas principalement à cause du frottement de l'air

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L'échauffement "à rouge" que subissent les objets qui rentrent dans l'atmosphère terrestre n'est pas dû à la friction de l'air. C'est principalement dû à la compression de l'air à l'avant de l'objet : la vitesse étant très importante, les gaz se compressent, et cette compression crée une forte chaleur.


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a écrit : Et la compression n'est pas due à la friction ? Compression et friction engendrent de la chaleur (captent de l'énergie) mais ce sont deux effets différents.
Prends une pompe à vélo et gonfle un pneu, la pompe chauffe alors qu'il n'y a pas de friction (très peu) c'est la compression de l'air via ton bras qui génère cette chaleur.
L'inverse est facilement vérifiable. Utiliser une bombe aérosol, la bombe aérosol se refroidit, décompression, perte d'énergie.
Les frigos marchent comme ça d'ailleurs. A l'extérieur, le compresseur compresse un gaz et chauffe, envoie ce gaz comprimé qui se décompresse à l'intérieur et donc prend de l'énergie (fais du froid)
La friction, frottez ses mains l'une contre l'autre, ca chauffe. Et ca peut chauffer fort, on peut même se brûler, j'ai essayé ^^

a écrit : Quelle est la vitesse minimale pour provoquer une compression engendrant une hausse de température significative? C'est juste la gravité qui provoque ça ou elle est pas suffisante et c'est "l'inertie" acquise dans l'espace qui le permet ? :/ Toute vitesse d'un corps dans un gaz engendre une compression générant de la chaleur, techniquement, en marchant, avec un appareil très sensible, on devrait pouvoir détecter une hausse de température devant soi, quelques milliardièmes de degrés de plus.
Le nez d'un TGV à pleine vitesse monte, il me semble, à 150 degrés°

a écrit : En fait il faut preciser que la pression augmente plus vite que le volume diminue. Cest ce quon appelle la compression adiabatique. C'est parce que la chaleur accummulée dilate la matière, ce qui ajoute au problème d'ailleurs.

a écrit : L'anecdote a été légèrement modifiée par rapport a ce que j'avais proposée.

Ce dégagement de chaleur est principalement dû à une compression adiabatique à l'avant de l'objet, et dans une moindre mesure au simple frottement de l'air sur la carlingue.

C'est d'
ailleurs pour cela que pour une navette, on peux disposer des hublots sur le coté, car là seul les frottements font chauffer les matériaux, à des températures bien moins élevées que ce que subit le "nez" qui se doit, lui, d'être doté de boucliers thermiques.

La compression produit énormément plus de chaleur que le simple frottement car effectivement les chocs entre les particules sont plus importants et elles transforment alors leur énergie cinétique en créant cette élévation de température.

Idem lorsqu'on actionne une pompe a vélo, c'est la compression de l'air qui la fait chauffer, et dans une moindre mesure le frottement de la valve dans le tube.

;-)
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Ce que tu dis est juste, mais là où je voulais en venir, c’est sur la génération même de chaleur lors d’une compression.

Quand on comprime de l’air, on rapproche les molécules.
Ces dernières s’entrechoquent beaucoup plus : il y a d’avantage d’échange de chaleur entre les molécules et ces dernières vont se déplacer plus vite (le degré d’agitation des molécules est la définition même de la température dans le cas présent).

Or, les chocs entre les atomes constitue lui-même un frottement. Il a juste lieu entre les molécules et d’autres molécules et pas seulement entre les molécules et la fusée. Une petite partie de l’échauffement de la fusée est dû d’ailleurs à la chaleur de radiation, sans aucun contact avec l’air.

Dans tous les cas, que ce soit le frottement ou la compression, c’est à chaque fois un choc d’une molécule sur la surface, qui est responsable de l’échauffement de cette surface (par conduction).

a écrit : Parfois la réalité dépasse la friction. Merci François Perrusse

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android

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a écrit : Comment ça "sauf si" ? L'équation reste toujours valable pour le cas que tu cites... À nombre de moles constant, cette équation te permet de retrouver une des trois variables d'état (p,v ou T) à partir de 2 autres connues, que ta transformation soit isotherme, isobare ou isochore, ça ne change rien à la validité de l'équation...

ÉDIT: au temps pour moi, j'avais mal compris le sens de ta réponse ;)
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Pas de soucis ;)

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windowsphone

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a écrit : Cette loi décrit la relation entre pression, volume et température. C'est une loi physique qui s'applique à une situation statique. Quand il y a variation d'un paramètre, on entre dans le domaine de la thermodynamique qui décrit les échanges de chaleur. Celle loi dite "des gaz parfaits" ne décrit pas la chaleur évacuée au cours de la compression, et encore moins le fait que si tu reviens au volume initial tu as quand même créé de la chaleur (entropie) au cours du processus de compression+décompression, ce sont des principes de thermodynamique. Afficher tout Creation de chaleur CERTE ! mais pqs forcement variation de la temperature...

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windowsphone

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a écrit : Sauf si le volume diminue proportionnellement a laugmentation de la pression, alord la temperature sera constante ...
PACES In My Blood ...
Ou cours de lycée tout simplement...

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android

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J'adore... Les tronches des scientifiques de la nasa de la source numéro 2 de cette anecdotes.... semblent tout droit sorties d'un épisode de Big Bang Theory!!!....

a écrit : Sauf si le volume diminue proportionnellement a laugmentation de la pression, alord la temperature sera constante ...
PACES In My Blood ...
Good Luck

Pas besoin d'aller très vite pour ressentir la compression et donc la pression de l'air.
Sortir une main par la fenêtre en voiture est suffisant .
F=1/2ro x S x V2 x Cx.
´S la surface balayée selon la position de la main.
Ro la densité du fluide
V. La vitesse
Cx le coefficient de traînée. Selon la forme, concave convexe etc.

Et ce n'est que parce qu'il y a friction être les molécules qu'il y a compression.

Dans un super fluide sans frottement, pas de compression , pas de portance, pas d'oiseau en l'air, pas de rame en bateau, pas de ventilateur, etc.
Donc heureusement ça frotte un peu. Et ça chauffe quand ça frotte trop.

a écrit : Quelle est la vitesse minimale pour provoquer une compression engendrant une hausse de température significative? C'est juste la gravité qui provoque ça ou elle est pas suffisante et c'est "l'inertie" acquise dans l'espace qui le permet ? :/ "L'inertie" acquise (vous devez vouloir parler de _quantité de mouvement_) ne peut l'être que par une si une force travaille ; la gravité n'est pas présente qu'au voisinage de la Terre !
Quant à la vitesse, il y a une transition entre ce qui est subsonique et ce qui est supersonique. Dans le subsonique, l'information peut se propager avant l'objet: par exemple lorsqu'un bateau avance, il y a une vague d'étrave ; la mer voit le bateau (un peu) avant qu'il se soit là. Dans le supersonique, c'est très différent. Ce changement de régime, qui apparaît d'ailleurs dans les équations, s'accompagne d'un certain nombre de phénomènes : cône de Mach, bang, et échauffement plus important. C'est d'ailleurs pour cela que les vols civils supersoniques ont été abandonnés : il faut fournir trop d'énergie pour maintenir la vitesse élevée ; à vitesse constante, cette énergie est utilisée principalement pour échauffer le front. En résumé, le franchissement de la vitesse du son correspond à un hausse de température significative.

a écrit : Cette relation est pour les gaz nobles dont l'air ne fait pas parti. Non, pas pour les gaz nobles...ils n'ont rien à voir là dedans.
C'est la relation des gaz parfaits, et elle n'est pas applicable dans le cas qui nous intéresse...