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 Comportement de certains objets dans le vide

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cslevine


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MessageSujet: Comportement de certains objets dans le vide   Sam 7 Juil 2007 - 22:37

Bonsoir.

Voilà tout à coup un questionnement que j'ai depuis ce matin :
c'est au sujet du froid qui règne dans l'espace. La température est on le sait proche du 0° absolu (-273 °C )
MAIS, Mais...

comme on est dans le vide, il n'y a donc pas de contact direct entre un matériau qui serait exposé au vide et de la "matière froide", puisqu'il n'y a pas de matière froide. Seulement 2 à 3 molécules qui peuvent trainer incognito dans les parages, rien de plus.

DONC

certaines expériences m'intéresseraient :

on sait que l'eau à l'état liquide boue dans le vide.
Mais un glaçon, qui serait posé sur 4 cure-dents (pour limiter à max les échanges thermiques) lui, ne va pas bouger d'un iota, dans une cloche à vide.

Ni s'il est exposé au vide de l'espace dans l'ombre de la Terre. Bien sûr je pense qu'il va tout de suite se sublimer dès les premiers rayons du soleil.

Bon, passons maintenant à de la nourriture :
dans un bocal sous vide, sur Terre, les aliments ne sont pas froids.

Maintenant, il est vrai qu'on s'imagine que notre main, nue dans l'espace, outre les autres problèmes dus à la dépression, gèlerait immédiatement.

Et bien pas si sûr :

un aliment n'importe lequel, qui serait observé dans le sas de la station ouvert côté vide, ne subirait, enfin je le crois, aucun changement de température, non ?
Même au contraire : si les rayons du soleils viennent dans le sas, la banane, par exemple, se mettrait à chauffer, donc gonflerait pour éclater ?

ici , je ne parle pas de l'impesanteur, mais bien du vide et de son "froid" que l'on imagine.
Mais un "froid" qui ne se transmettrait pas, puisque pas de contact avec de la matière.

Et par là même une question me vient : comment alors mesurer même la température du vide spatial, en l'absence de contact physique ?

Que ferait le mercure d'un thermomètre ?

ce thermomètre peut très bien mesurer les températures de la haute atmosphère, tant qu'il reste suffisament de molécules d'air pour toucher le thermomètre, mais sans indication, il nous fait quoi ? ( à l'ombre bien entendu )


Pourtant, il me semble bien avoir lu que le problème dans l'espace est justement cette différence énorme entre les +150 ° le jour au soleil, et les -xxx °C
En ce cas, quelle est l'intéraction qui fait se refroidir des atomes excités durant l'éclarage par le soleil ?

C'est quoi, qui va freiner les électrons suragités, alors qu'il n'y a que du vide ?

( tout celà quand on sait justement que le vide est utilisé pour isoler du froid ou du chaud ! bouteilles thermos... )
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Space Opera
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MessageSujet: Re: Comportement de certains objets dans le vide   Dim 8 Juil 2007 - 0:33

Petit rappel: il y a 3 types d'échanges de température: radiation, convection et conduction.
Si on flotte dans le vide, on est d'accords que seul l'échange radiatif est possible.
On va considérer qu'on a affaire à des corps noirs, c'est à dire qui peuvent émettre et recevoir dans toutes les longueurs d'onde.

A partir de là, l'équation est très simple:
- Si on est cachés du soleil, le corps est chauffé par le fond de l'univers, typiquement 3K, un peu plus quand même avec toutes les étoiles qu'on a autour. Autrement dit, pour n'importe quel corps à température "ambiante", il va tendre à se refroidir jusqu'à cette température par rayonnement.
Ceci est à modérer dans des cas réels, car on est très souvent en contact avec des parties chaudes.

- Si on est face au soleil, il y a le même équilibre thermique qui va s'établir: l'objet va vouloir avoir la même température que ce que le soleil lui envoit.

Cependant, la mesure de température dans le vide est compliquée, et doit être appliquée à un matériau. La température d'un corps noir n'a rien à voir avec un matériau aux propriétés différentes. Mais s'il faut retenir quelque chose, en simplifiant énormément, c'est que tout objet sans contact extérieur va tendre à avoir la même température que l'objet qui l'éclaire.
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cslevine


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MessageSujet: Re: Comportement de certains objets dans le vide   Dim 8 Juil 2007 - 12:01

Citation :
il va tendre à se refroidir jusqu'à cette température par rayonnement
Ah voilà. C'est le fameux rayonnement infrarouge.
j'imagine que ce refroidissement n'est pas immédiat, ça va mettre un certain temps.
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Gilgamesh




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MessageSujet: Re: Comportement de certains objets dans le vide   Sam 14 Juil 2007 - 19:11

Bonjour,

la température d'équilibre est donnée par :



T = [alpha.Phi/(epsilon.4.sigma)]^(1/4)

alpha = absorptivité (0-1)
epsilon = emissivité (0-1)
Phi : flux solaire (ou autre...) en W/m²
sigma : cte de Stefan 5,67e-8

a+
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dominique M.


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MessageSujet: Re: Comportement de certains objets dans le vide   Sam 14 Juil 2007 - 21:10

cslevine a écrit:
......
on sait que l'eau à l'état liquide boue dans le vide.
............
Maintenant, il est vrai qu'on s'imagine que notre main, nue dans l'espace, outre les autres problèmes dus à la dépression, gèlerait immédiatement.
)

notre corps étant (en moyenne) composé de 70% d'eau .... une main ne gélerait pas , elle bouillerai !!!!!!: c'est l'ébulisme (par contre je ne suis pas sûr du conditionnel du verbe bouillir!)
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Gilgamesh




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MessageSujet: Re: Comportement de certains objets dans le vide   Sam 14 Juil 2007 - 22:31

dominique M. a écrit:
cslevine a écrit:
......
on sait que l'eau à l'état liquide boue dans le vide.
............
Maintenant, il est vrai qu'on s'imagine que notre main, nue dans l'espace, outre les autres problèmes dus à la dépression, gèlerait immédiatement.
)

notre corps étant (en moyenne) composé de 70% d'eau .... une main ne gélerait pas , elle bouillerai !!!!!!: c'est l'ébulisme (par contre je ne suis pas sûr du conditionnel du verbe bouillir!)

Non, la contention des tissus est largement suffisante pour empêcher un changement d'état de l'eau de constitution ou circulante. Ca provoquerait un oedeme salement douloureux (gonflement) mais pas d'effet spectaculaire (et pas non plus comme tu le dis un "prise en glace" immédiate).

a+
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dominique M.


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MessageSujet: Re: Comportement de certains objets dans le vide   Dim 15 Juil 2007 - 21:06

[quote="Gilgamesh"]
dominique M. a écrit:
[......
Non, la contention des tissus est largement suffisante pour empêcher un changement d'état de l'eau de constitution ou circulante. Ca provoquerait un oedeme salement douloureux (gonflement) mais pas d'effet spectaculaire ....

?????
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Gilgamesh




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MessageSujet: Re: Comportement de certains objets dans le vide   Dim 15 Juil 2007 - 22:04

[quote="dominique M."]
Gilgamesh a écrit:
dominique M. a écrit:
[......
Non, la contention des tissus est largement suffisante pour empêcher un changement d'état de l'eau de constitution ou circulante. Ca provoquerait un oedeme salement douloureux (gonflement) mais pas d'effet spectaculaire ....

?????

Je me base là dessus :

http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/970603.html

How long can a human live unprotected in space?

If you don't try to hold your breath, exposure to space for half a minute or so is unlikely to produce permanent injury. Holding your breath is likely to damage your lungs, something scuba divers have to watch out for when ascending, and you'll have eardrum trouble if your Eustachian tubes are badly plugged up, but theory predicts -- and animal experiments confirm -- that otherwise, exposure to vacuum causes no immediate injury. You do not explode. Your blood does not boil. You do not freeze. You do not instantly lose consciousness.

Various minor problems (sunburn, possibly "the bends", certainly some [mild, reversible, painless] swelling of skin and underlying tissue) start after ten seconds or so. At some point you lose consciousness from lack of oxygen. Injuries accumulate. After perhaps one or two minutes, you're dying. The limits are not really known.

You do not explode and your blood does not boil because of the containing effect of your skin and circulatory system. You do not instantly freeze because, although the space environment is typically very cold, heat does not transfer away from a body quickly. Loss of consciousness occurs only after the body has depleted the supply of oxygen in the blood. If your skin is exposed to direct sunlight without any protection from its intense ultraviolet radiation, you can get a very bad sunburn.
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dominique M.


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MessageSujet: Re: Comportement de certains objets dans le vide   Lun 16 Juil 2007 - 14:04

voici un petit résumé que j'avais posté il y a quelques temps:

""Lorsque l'homme (ou tout être vivant) est soumis au vide, se produit un phénomène appelé EBULLISME.

définition: c'est un syndrôme répondant aux lois de changement d'état et correspondant à la vaporisation des liquides.

En fait, la pression (P) de vapeur d'eau saturante est de 63 hPa à 37°C c'est à dire que l'eau entre en ébullition à 37°C pour une P baromètrique (Pb) de 63 hPa ce qui correspond à peu près à une altitude de 19200 m (donc a fortiori dans l'espace).

L'ébullisme est la vaporisation de l'eau de l'organisme à cette P ou à une P plus basse.

En d'autres termes plus "parlant", l'eau bout à 100°C au niveau de la mer et l'eau de notre corps "bout" à partir de 63 hPa de Pb.. Cependant, les liquides de l'organisme étant complexes, la limite d'ébullition est en fait variable en différents points du corps.

Des expérimentations animales ont été réalisées (singes, chiens) à des P très basses installées en 1 à 2 secondes. On a constaté:

- une perte de conscience en environ 10 secondes

- un gonflement immédiat par emphysème sous cutané massif

- un arrêt des mouvements respiratoires en 6 secondes environ (les poumons se remplissent de vapeur d'eau et l'évaporation entraîne un refroidissemnet avec formation de glace sur le nez, la bouche, et dans la circulation pulmonaire (en effet l'évaporation s'accompagne d'un refroidissement, l'eau absorbe 2418 KJ/kg en s'évaporant)

- des bulles de vapeur d'eau bloque la circulation sanguine et l'arrêt cardiaque irréversible intervient en 90 secondes

En cas de recompression rapide, il y a possibilité de survie, l'animal dégonfle, le vapothorax disparait, la circulation et la respiration reprennent avec plus ou moins de séquelles.

Chez l'homme:: en extrapolant aux expériences animales, on peut prévoir que:

- le TCU (Temps de Conscience Utile) sera de 10 secondes environ, ce qui laisse très peu de temps pour agir en cas de fuite majeure (trou de scaphandre par débris)

- le temps de secours par un collègue serait réduit à 90 secondes pour le recomprimer.......donc très aléatoire.
La seule prévention est le port d'une combinaison, bien sûr.""

amicalement
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Apolloman
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MessageSujet: Re: Comportement de certains objets dans le vide   Lun 16 Juil 2007 - 14:06

dominique M. a écrit:
voici un petit résumé que j'avais posté il y a quelques temps:

""Lorsque l'homme (ou tout être vivant) est soumis au vide, se produit un phénomène appelé EBULLISME.

définition: c'est un syndrôme répondant aux lois de changement d'état et correspondant à la vaporisation des liquides.

En fait, la pression (P) de vapeur d'eau saturante est de 63 hPa à 37°C c'est à dire que l'eau entre en ébullition à 37°C pour une P baromètrique (Pb) de 63 hPa ce qui correspond à peu près à une altitude de 19200 m (donc a fortiori dans l'espace).

L'ébullisme est la vaporisation de l'eau de l'organisme à cette P ou à une P plus basse.

En d'autres termes plus "parlant", l'eau bout à 100°C au niveau de la mer et l'eau de notre corps "bout" à partir de 63 hPa de Pb.. Cependant, les liquides de l'organisme étant complexes, la limite d'ébullition est en fait variable en différents points du corps.

Des expérimentations animales ont été réalisées (singes, chiens) à des P très basses installées en 1 à 2 secondes. On a constaté:

- une perte de conscience en environ 10 secondes

- un gonflement immédiat par emphysème sous cutané massif

- un arrêt des mouvements respiratoires en 6 secondes environ (les poumons se remplissent de vapeur d'eau et l'évaporation entraîne un refroidissemnet avec formation de glace sur le nez, la bouche, et dans la circulation pulmonaire (en effet l'évaporation s'accompagne d'un refroidissement, l'eau absorbe 2418 KJ/kg en s'évaporant)

- des bulles de vapeur d'eau bloque la circulation sanguine et l'arrêt cardiaque irréversible intervient en 90 secondes

En cas de recompression rapide, il y a possibilité de survie, l'animal dégonfle, le vapothorax disparait, la circulation et la respiration reprennent avec plus ou moins de séquelles.

Chez l'homme:: en extrapolant aux expériences animales, on peut prévoir que:

- le TCU (Temps de Conscience Utile) sera de 10 secondes environ, ce qui laisse très peu de temps pour agir en cas de fuite majeure (trou de scaphandre par débris)

- le temps de secours par un collègue serait réduit à 90 secondes pour le recomprimer.......donc très aléatoire.
La seule prévention est le port d'une combinaison, bien sûr.""

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J'espère que BB va pas lire la partie consacrée aux animaux non non Wink

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dominique M.


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MessageSujet: Re: Comportement de certains objets dans le vide   Lun 16 Juil 2007 - 15:22

et encore on n'a pas encore utilisé les bébés phoques Mad affraid
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MessageSujet: Re: Comportement de certains objets dans le vide   Lun 16 Juil 2007 - 15:49

dominique M. a écrit:
et encore on n'a pas encore utilisé les bébés phoques Mad affraid

Affreux affraid lol!

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MessageSujet: Re: Comportement de certains objets dans le vide   Lun 16 Juil 2007 - 16:08

Bah, avec ou sans fourrure, de toute façon il faut un scaphandre... clown
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