i
i
i
i
i
i
i
i
un module compris dans [v, v 1 dv]. Pour cela, on génère un jet de vapeur métallique et
on analyse la vitesse des atomes sortant du four. Le dispositif expérimental est le suivant :
four
ᐉ
x
v'
=
M
M
Les atomes de métal sont vaporisés dans le four. Une fente permet aux atomes de sortir
dans la direction Ox. De plus, le vide est créé autour du four de sorte que les atomes sortant
ne sont pas ralentis. À la sortie du four, on place deux disques, chacun muni d’une fente,
tournant à la vitesse angulaire v, distants de et déphasés de a. Lorsqu’un atome sortant
du four à une vitesse v passe la fente du premier disque, il met un temps t = /v à arriver
au deuxième disque. Pour qu’il passe alors au travers de ce second disque, donc au travers
de la seconde fente, il faut que le déphasage a soit égal à a = vt soit encore a = v/v.
Ainsi, en réglant le déphasage des disques, on peut sélectionner spécifiquement une
vitesse. On place alors après le second disque un détecteur où les atomes forment un film
mince. En mesurant l’épaisseur du film, on détermine le nombre d’atomes sortis du four
à la vitesse v et en faisant de même pour plusieurs vitesses, on obtient la fonction f (v).
➜ Voir exercices 6 et 7
11. TRANSFERTS THERMIQUES
11.1. Aspects phénoménologiques de la diffusion thermique
• Différents modes de transferts de chaleur
Les transferts de chaleur peuvent se faire selon différents processus :
– diffusion thermique : l’énergie interne est transmise de proche en proche, à une échelle
microscopique, à l’intérieur du système, sans déplacement macroscopique de matière. On
dit alors qu’il y a diffusion thermique, ou encore conduction thermique. Seul ce processus
sera envisagé ici ;
– convection : lorsque les échanges thermiques à l’intérieur du système sont accompagnés
de déplacement de matière (assurant le transfert d’énergie) on parle de convection. Ce
phénomène observé dans les fluides, est généralement beaucoup plus efficace que la
diffusion thermique, à laquelle il est couplé ;
– rayonnement électromagnétique : lorsqu’il s’agit d’échange d’énergie avec le milieu
extérieur sous forme de rayonnement électromagnétique, on parle alors de transferts
thermiques radiatifs.
8. THERMODYNAMIQUE
669
i
i
i
i
i
i
i
un module compris dans [v, v 1 dv]. Pour cela, on génère un jet de vapeur métallique et
on analyse la vitesse des atomes sortant du four. Le dispositif expérimental est le suivant :
four
ᐉ
x
v'
=
M
M
Les atomes de métal sont vaporisés dans le four. Une fente permet aux atomes de sortir
dans la direction Ox. De plus, le vide est créé autour du four de sorte que les atomes sortant
ne sont pas ralentis. À la sortie du four, on place deux disques, chacun muni d’une fente,
tournant à la vitesse angulaire v, distants de et déphasés de a. Lorsqu’un atome sortant
du four à une vitesse v passe la fente du premier disque, il met un temps t = /v à arriver
au deuxième disque. Pour qu’il passe alors au travers de ce second disque, donc au travers
de la seconde fente, il faut que le déphasage a soit égal à a = vt soit encore a = v/v.
Ainsi, en réglant le déphasage des disques, on peut sélectionner spécifiquement une
vitesse. On place alors après le second disque un détecteur où les atomes forment un film
mince. En mesurant l’épaisseur du film, on détermine le nombre d’atomes sortis du four
à la vitesse v et en faisant de même pour plusieurs vitesses, on obtient la fonction f (v).
➜ Voir exercices 6 et 7
11. TRANSFERTS THERMIQUES
11.1. Aspects phénoménologiques de la diffusion thermique
• Différents modes de transferts de chaleur
Les transferts de chaleur peuvent se faire selon différents processus :
– diffusion thermique : l’énergie interne est transmise de proche en proche, à une échelle
microscopique, à l’intérieur du système, sans déplacement macroscopique de matière. On
dit alors qu’il y a diffusion thermique, ou encore conduction thermique. Seul ce processus
sera envisagé ici ;
– convection : lorsque les échanges thermiques à l’intérieur du système sont accompagnés
de déplacement de matière (assurant le transfert d’énergie) on parle de convection. Ce
phénomène observé dans les fluides, est généralement beaucoup plus efficace que la
diffusion thermique, à laquelle il est couplé ;
– rayonnement électromagnétique : lorsqu’il s’agit d’échange d’énergie avec le milieu
extérieur sous forme de rayonnement électromagnétique, on parle alors de transferts
thermiques radiatifs.
8. THERMODYNAMIQUE
669