Qu'est-ce que la chaleur au juste ?

[bigboul]

En physique le terme « chaleur » a une autre signification que dans la vie de tous les jours.
La chaleur est une forme d'énergie, à savoir l'énergie de mouvement des petites particules (les molécules, les atomes) qui composent un corps. Plus les petites particules se déplacent rapidement, plus le corps est chaud.
Exemple:
Il faut s’imaginer un morceau de glace comme une multitude de petites molécules d'eau oscillant (effectuant un mouvement de va-et-vient) faiblement autour de positions fixes. Si on réchauffe cette glace, les oscillations deviennent plus intenses. A un moment donné, les molécules vont bouger si fortement qu'elles vont quitter leur position fixe et se déplacer partout : la glace fond et devient liquide (eau). Si on continue à chauffer, le mouvement des molécules va devenir encore plus important jusqu'à ce qu'elles sortent complètement de l'eau liquide et vont se mélanger à l'air sous forme de vapeur d'eau (= gaz invisible). L'eau bout.

Le froid

Le froid n'est donc rien d'autre que l'absence de chaleur. Si on veut refroidir un verre de coca, il faut retirer de la chaleur au coca. Par exemple en y ajoutant un morceau de glace froide. La glace va prendre la chaleur (c'est pour cette raison qu'elle fond) que le coca perd.
Jusqu'à quelle température un corps peut-il se refroidir ?

Un corps ne peut donc pas se refroidir indéfiniment. La température la plus basse possible est atteinte lorsque les molécules ne bougent plus du tout. Cette température est appelée zéro absolu. Elle vaut -273,15 degrés Celsuis = 0 Kelvin.
Il existe différentes unités de mesure pour repérer les températures: le degré Celsuis, le degré Fahrenheit, le Kelvin.


Degré Celsius (°C)

Actuellement, dans la majorité des pays, on mesure la température en degrés Celsius. Anders Celsius (1701-1744) était un astronome, physicien et mathématicien suédois. L'échelle de Celsius se réfère au point fixe où l'eau gèle (0°C) et au point fixe où l'eau bout (100°C), et ce, à pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer. Il a déterminé les points fixes avec précision, car il a également déterminé les conditions de mesure, dans ce cas la pression atmosphérique.
La pression atmosphérique joue en effet un rôle important, par ex., si la pression atmosphérique est plus basse qu'au niveau de mer, alors l'eau bout déjà à une température inférieure à 100°C ; c’est par exemple le cas en haute montagne.

Degré Fahrenheit (°F)

Le degré Fahrenheit est la plus ancienne unité de mesure encore utilisée aujourd'hui. Gabriel Fahrenheit (1686-1736) était un physicien allemand, inventeur d'instruments de mesure. L'échelle de Gabriel Fahrenheit se réfère au point fixe de la température de l'hiver 1708/1709 la plus basse dans sa ville natale de Gdansk (-17,78°C, 0°F) et au point fixe où l'eau gèle (0°C, 32°F). L'échelle de Fahrenheit a longtemps été utilisée en Europe, jusqu'à ce qu'elle fut remplacée par l'échelle Celsius. Aujourd'hui, elle est toutefois encore employée aux États-Unis d'Amérique et dans d'autres pays anglophones.

Kelvin (K)

Les scientifiques mesurent la température en Kelvin, qui est également l'unité la plus récente de la température.
William Thomson (Lord Kelvin) (1824-1907) était un physicien britannique.
Cette unité de mesure part du point zéro absolu (-273,15°C) et utilise les mêmes échelons que l'échelle de Celsius. La différence entre la température à laquelle l'eau bout, et la température à laquelle l'eau gèle, est donc la même, qu'on la calcule en Kelvin ou en degrés Celsius.
Auteur: Patrick Delhalt (MNHN)
Cet article a été publié dans le Science News 03/2012.

Je dois bien le dire , cette énergie qu'est la chaleur me fascine. En effet comment comprendre une chose qui est à la fois la cause et la conséquence. La chaleur est à l'origine de la matière, et lorsque la matière s'organise, s'agglomère, cela crée de la chaleur. A un certain niveau de chaleur la matière se modifie puis, au terme d'un long processus, cette matière explose en nuages de gaz et de poussières qui finiront par s'assembler, s'organiser, s'agglomérer ... dans un cycle infini.
Vu comme ça on pourrait se dire que la chaleur est une partie essentielle de la matière. Eh bien non. Du coup mon cerveau (en surchauffe) se dit que la matière est avant tout constituée d'énergie(s) et que si tout est énergie ben, va falloir revoir une grande partie des règles de la physique.
Mais bon, je ne suis pas physicien, et je pense que quelqu'un va me montrer le droit chemin de la science.

[haluck-horth]

comment comprendre une chose qui est à la fois la cause et la conséquence. La chaleur est à l'origine de la matière, et lorsque la matière s'organise, s'agglomère, cela crée de la chaleur

J'ai du mal à suivre ton raisonnement.
En quoi la chaleur est-elle à l'origine de la matière ? Il me manque peut-être quelques notions de physique, mais selon moi la chaleur, comme expliqué dans l'article que tu cites, est une forme d'énergie. A ce titre elle peut animer la matière ou être produite par celle-ci, mais elle ne peut pas la créer.

[bigboul]

Une théorie de Hubert Reeves qui dit que le big bang serait issu d'une intense chaleur.

[haluck-horth]

Merci pour la vidéo ! Très intéressant.
En fait ce que dit Reeves, c'est que c'est une immense quantité de chaleur qui a animé la matière et provoqué son expansion rapide, sous la forme d'une sorte d'explosion, que l'on appelle le Big Bang. Je ne l'ai pas entendu dire que la chaleur s'était transformée en matière.

[bigboul]

Merci pour la vidéo ! Très intéressant.
En fait ce que dit Reeves, c'est que c'est une immense quantité de chaleur qui a animé la matière et provoqué son expansion rapide, sous la forme d'une sorte d'explosion, que l'on appelle le Big Bang. Je ne l'ai pas entendu dire que la chaleur s'était transformée en matière.

C'est vrai.
Ceci dit le sous-entendu est qu'au moment du big bang il n'y avait QUE de l'énergie et une très grande chaleur. Il est difficile d'imaginer toute la matière de l'univers (fini) tenir dans un espace extrêmement réduit. Mais il semblerait que cette idée d'une localisation confinée du big bang soit fausse. Pour l'instant on est loin d'avoir une seule réponse à la question du big bang. L'article de Wikipédia est très informatif : http://fr.wikipedia.org/wiki/Big_Bang
Pour la chaleur je cherche encore mais je crains de tomber dans un vide sidéral.


Schéma simplifié du Big Bang
1 : Big Bang
2 : Inflation
3 : Nucléosynthèse
4 : Formation des galaxies

[avrilou]

Une théorie de Hubert Reeves qui dit que le big bang serait issu d'une intense chaleur.

Très sympa Hubert Reeves, j'ai lu Patience dans l'azur et un autre bouquin sur l'entropie dont le titre m'échappe et je connais un peu l'état d'esprit de cet astro -physicien qui lutte pour l'éducation et contre l'hermétisme scientifique.

Donc d'où vient cette chaleur?
La réponse se trouverait dans la physique quantique, cette théorie avançant l'éventualité d'une transformation de l'énergie quantique en chaleur. Et donc la question de base reste entière:
Quand on parle de l'origine de l'Univers, on part du rien, du vide alors d'où vient cette énergie quantique?

[bigboul]

Tout est compliqué à expliquer en physique. Et en plus les modèles mis au point pour expliquer individuellement chaque phénomène se rapportant à l'énergie et à la matière sont souvent contradictoires voire opposés, rendant l'ensemble incohérent. Si l'on s'en tient aux règles de la physique on se rend compte que le big-bang, dont les effets théoriques fonctionnent et pour certains sont observables, ne peut avoir été possible. Tout l'ensemble de notre univers fini (matière, énergie, espace) proviendrait de quelque chose d'infiniment petit juste avant son "explosion" en big-bang. Les scientifiques ne veulent pas (ou ne peuvent pas) explorer une voie qui remettrait tous les préceptes de la physique en cause et notamment la différentiation entre la matière et l'énergie.

Ma théorie est qu'à la base de tout se trouve "l'énergie fondamentale" qui renfermerait en une particule tout la masse, l'énergie magnétique et la chaleur de notre univers fini. La chaleur agissant toujours sur ce qui l'entoure a pu réussir à déséquilibrer cette particule d'énergie pure qui s'est subdivisée en particules semblables à l'originale mais contenant des quantités diverses des trois énergies qui composaient la particule d'énergie fondamentale. Ces particules filles se sont animées et leurs collisions les ont faites exploser à leur tour créant ainsi, en plusieurs générations la matière (qui ne serait en fait que de l'énergie "tangible") et séparant les énergies les une des autres (mais pas complètement).
La meilleure illustration que je peux donner de ce phénomène est un feu d'artifice. Les bombes fabriquées par les artificiers contiennent chacune une partie du spectacle. Dans chaque bombe peut se trouver une ou plusieurs autres bombes. A chaque explosion une partie du spectacle se joue et les bombes secondaires explosent à leur tour, et ainsi de suite, composant l'ensemble du spectacle.

Cette théorie est peut-être fausse mais encore faut-il me le démontrer.

[avrilou]

Une théorie intéressante, les autres le sont aussi mais ça n'explique toujours pas la base car la question reste la même:
D'où vient cette énergie fondamentale qui renfermerait en une particule toute la masse?
Ça déplace le problème mais ça ne répond pas parce qu' une particule, un champ d'énergie ou autre chose, c'est purement sémantique mais ça viendrait d'où ...à l'origine?

[bigboul]

Autant la théorie du big-bang est généralement admise au niveau scientifique que celle du big-crunch a été balayée comme fétu de paille.
Les chercheurs tentent déjà d'arriver à l'instant T du big-bang et ne veulent pas, à raison, théoriser sur l'avant big-bang sachant que de toute manière c'est totalement inobservable.
Si ma théorie est bonne et que l'on exclue le big-crunch, alors un univers comme le nôtre naît peut-être d'un processus semblable à celui des cellules qui nous composent. Ainsi la particule fondamentale contiendrait, comme la première cellule d'un fœtus, tout "l'ADN" permettant de se multiplier pour donner l'Univers.
Mais bon, tant de choses échappent à notre compréhension que nous devons humblement attendre les progrès de la science.

[legrand]

La chaleur, c'est une énergie supérieure au zéro absolu: qui est la température normale de l'univers quand il n'y a rien, le vide qui n'est pas vide est au zéro absolu.