L'approche cosmo énergétique : Nouvelle approche crédible?

Discussions traitant des diverses sources d'énergie ainsi que de leur efficacité.

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ktche
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Message par ktche » 22 oct. 2007, 10:44

GillesH38 a écrit :L'absorption d'un photon visible du Soleil, et sa réémission sous forme de N photons infrarouges (en gros N=20 puisque qu'on passe d'un rayonnement de corps noir à 6000 K à celui a 300 K) est en lui-même un processus irréversible fabriquant de l'entropie.
N'est-ce pas ce que les termes dQe/Ts (absorption = entrée dans le système terre) et -dQe/Tt (émission = sortie du système terre) reflètent déjà ?
GillesH38 a écrit :Ce terme dSi equilibre exactement le dSe plus haut pour que dS = dSe+dSi = 0, puisque la Terre chauffée au Soleil est a l'équilibre.
Là, je ne te suis plus. le dS ne peut être nul que pour un système isolé qui ne subit que des transformations réversibles. Il y a un équilibre des puissances rayonnées certes (d'où le facteur dQe commun dans l'expression respective des variations d'entropie dues aux flux entrant et sortant du système terre), mais il y a aussi bel et bien des transformations en cours au sein d'un système non isolé. Je ne saisis pas en quoi dS serait nul pour le système terre.

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Message par energy_isere » 22 oct. 2007, 13:01

GillesH38 a écrit :.......
exemple concret : si vous utilisez totalement l'énergie d'une chute d'eau pour faire tourner unn alternateur qui charge une batterie, tout ça supposé sans aucune perte, alors vous pouvez inverser le phénomène en utilisant la batterie pour faire tourner une pompe qui remonte l'eau au départ. Toute dissipation (frottement, effet Joule) correspond à une perte d'énergie libre, un terme dSi > 0, et de l'irréversibilité créée : avec les pertes, vous n'arriverez finalement qu'à faire remonter une partie de l'eau en haut, le reste est irrémédiablement perdu (sauf à faire appel à une autre source d'énergie libre, bien sur).
et c' est pour cela qu' on benne systématiquement les posts de Michel sur la machine à mouvement perpétuel. :)
Et cela nous demande collectivement aux modérateurs un certain ..... travail :-D

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GillesH38
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Message par GillesH38 » 22 oct. 2007, 13:28

ktche a écrit : Là, je ne te suis plus. le dS ne peut être nul que pour un système isolé qui ne subit que des transformations réversibles. Il y a un équilibre des puissances rayonnées certes (d'où le facteur dQe commun dans l'expression respective des variations d'entropie dues aux flux entrant et sortant du système terre), mais il y a aussi bel et bien des transformations en cours au sein d'un système non isolé. Je ne saisis pas en quoi dS serait nul pour le système terre.
non, le dS n'est pas nul que dans ce cas, il est nul chaque fois qu'on a un état stationnaire, puisque S est une fonction d'état. La Terre en équilibre thermique avec le Soleil DOIT avoir dS = 0. Si dSe est negatif, alor dSi est positif! (je sais pas pourquoi l'éditeur me fucke les signes > et < grr) : encore une fois, ca mesure l'irréversibilité de la transformation lumière visible -> infra rouge.

L'explication de l'irréversibilité de ce processus est que le rayonnement incident du Soleil a le spectre d'un corps noir a 6000 K, mais pas sa densité d'énergie, puisqu'il est dilué dans l'espace. Il n'a la densité d'énergie correcte que dans le Soleil, mais au niveau de la Terre elle est beaucoup plus faible... et correspond justement à la densité d'énergie d'un rayonnement à 300 K. Le spectre "correct", à l'équilibre thermodynamique, est un spectre de corps noir à 300 K. L'absorption , puis la rééemission en infrarouge, de la Terre, assure cette "thermalisation", qui est donc irréversible.
Zan, zendegi, azadi. Il parait que " je propage la haine du Hamas".

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Message par ktche » 22 oct. 2007, 13:57

GillesH38 a écrit :[...] on a un état stationnaire [...] La Terre en équilibre thermique avec le Soleil DOIT avoir dS = 0
OK pour équilibre des échanges thermiques traversant la frontière autour du système fermé mais non isolé 'terre' en interaction avec le soleil

OK pour état stationnaire implique dS = 0

...mais est-ce qu'il y a équivalence entre équilibre des échanges thermiques et état stationnaire ?

Il me semble que le système terre est dans un état stable, caractérisé par des fonctions d'état tel que température, pression, etc. Mais qu'il n'est justement pas dans un état stationnaire puisque cette stabilité est obtenue continuement au travers du déroulement de transformations internes au système 'terre'.

Un système stationnaire c'est un système isolé dans lequel n'opère plus de transformations (enfin c'est la définition qui me vient à l'esprit et qui implique que toutes les variations de fonctions d'état sont nulles). Le système 'terre' ne me semble pas répondre à cette définition puisqu'il n'est pas isolé.

Peut-être me fourvoie-je sur la définition de stationnaire ?

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Message par Transparence » 22 oct. 2007, 21:41

La terre n'est pas à l'équilibre : elle absorbe 0,85 Watts par m2 d'énergie solaire de plus qu'elle n'en émet vers l'espace, elle se réchauffe (GES). Le nouvel équilibre sera atteint dans les décenies à venir (inertie du système)...Si l'on cesse totalement d'émettre des GES.
Earth's Energy Imbalance: Confirmation and Implications
Hansen et al
Résumé : Our climate model, driven mainly by increasing human-made greenhouse gases and aerosols, among other forcings, calculates that Earth is now absorbing 0.85 ± 0.15 watts per square meter more energy from the Sun than it is emitting to space. This imbalance is confirmed by precise measurements of increasing ocean heat content over the past 10 years. Implications include (i) the expectation of additional global warming of about 0.6°C without further change of atmospheric composition; (ii) the confirmation of the climate system's lag in responding to forcings, implying the need for anticipatory actions to avoid any specified level of climate change; and (iii) the likelihood of acceleration of ice sheet disintegration and sea level rise
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1110252
J.M. Jancovici : "[Le CSP] est d'ores et déjà économiquement compétitif dans les zones très bien insolées. Certains pays tropicaux pourraient exporter de l'électricité solaire ! (...) nous résoudrions au moins pour partie le problème du RC"

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Message par ktche » 22 oct. 2007, 22:19

Où l'on décrouvre que l'ajustement du rayonnement terrestre qui provoque le réchauffement est la conséquence de l'augmentation préalable d'entropie au sein du système terre (hé oui, le CO², c'est la manifestation concrète de l'impalpable dSi). C'est l'impulsion qui fait dériver le système vers un nouvel état d'équilibre. A part ça, pas de problème avec les variations d'entropie, on peut continuer le numéro de jonglage avec de nouveaux accessoires... qui a dit transformation irréversible due à une infrastructure industrielle supplémentaire ?

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Message par Tiennel » 22 oct. 2007, 22:29

on peut continuer le numéro de jonglage avec de nouveaux accessoires...
Tiens, voilà deux balles neuves :-D
La géothermie
Le noyau terrestre en fusion dégage une énergie correspondant à une puissance estimée à 35 000 GW soit une énergie annuelle de 300.1012<kW.h. Selon les lieux, le flux géothermique varie de 0,05 à 1 W/m 2, ce qui est très faible par rapport au rayonnement solaire. Les réserves exploitables sont d'environ 26.1012 kW.h en haute énergie (150 à 350ºC, utilisée pour la production d'électricité) et 280.109 kW.h en basse énergie (50 à 90ºC pour le chauffage).

Le couple terre-lune
L'interaction terre-lune a, en particulier, comme effet les marées. L'énergie annuelle marémotrice représente environ 25.1012kW.h. Une faible partie est utilisable dans les zones à forte marée présentant un étranglement, on l'estime [Web_LANL] à 270.109 kW.h ou 500.109 kW.h [CHAB_EU97] (l'usine de la Rance produit annuellement : 0,54.109kW.h).
Le couple terre-lune a été écartée trop rapidement en début de fil sous prétexte qu'il faisait partie du système considéré alors que toutes les discussions qui ont suivi se sont focalisées sur la terre seule.

Vous noterez : la géothermie représente l'équivalent de 30 000 réacteurs nucléaires, pourtant personne ne l'évoque comme solution à tous les problèmes, comme cela est le cas pour d'autres EnR
Méfiez-vous des biais cognitifs

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Message par ktche » 22 oct. 2007, 23:06

Tiennel a écrit :
on peut continuer le numéro de jonglage avec de nouveaux accessoires...
Tiens, voilà deux balles neuves :-D
En tout cas, pour le rebond, c'est avantage Tiennel :-D

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Message par GillesH38 » 22 oct. 2007, 23:14

ktche a écrit :
Peut-être me fourvoie-je sur la définition de stationnaire ?
euh.. oui un peu parce que ce n'est pas pareil que "à l'équilibre" ;). Un fleuve coulant calmement est à l'etat stationnaire. La différence entre les deux est justement qu'il y a un flux d'entropie non nul, mais dS = dSe + dSi = 0. Une fois que tu as fini de grandir, ton corps a maturité est également a l'etat stationnaire ou presque, l'entropie créé par les réactions biologiques etant evacuée sous forme de chaleur.

A part ça , tout ce que vous mentionnez (augmentation de température, géothermie, dissipation de marée) augmente effectivement l'entropie mais bon quantitativement ca reste tres faible par rapport au flux solaire. Si le Soleil s'eteignait faudrait pas compter sur les marées ou la géothermie pour nous maintenir à 300 K :-D
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Message par Transparence » 23 oct. 2007, 04:57

Gilles, tu as l'air de pas mal t'y connaître en thermodynamique, cela m'intéresse...
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Message par GillesH38 » 23 oct. 2007, 07:26

ben le fait d'avoir enseigné quelque chose fait toujours mieux comprendre, c'est un des seuls avantages en nature des profs ! :lol:
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Message par ktche » 23 oct. 2007, 11:45

@Gilles

OK, je comprends, stationnaire peut s'appliquer à un système qui n'est pas "à l'équilibre" justement si l'on considère qu'il n'est pas fermé ou pas isolé et donc "traversé" par un flux entropique

Système fermé isolé sans transformation est trop restrictif comme définition de stationnaire. Ce n'en est qu'un cas particulier.

Maintenant, quels peuvent être les effets d'une variation de la variation entropique interne (un d²Si non nul) sur un système stationnaire ? Et dans le cas du système 'terre' ou 'biosphère' pour lequel dQe/Ts est constant ?

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Message par GillesH38 » 23 oct. 2007, 13:47

si on néglige l'echauffement de la planète, toute source supplémentaire augmente le dSi , mais comme elle reste à l'équilibre thermique, ce dSi est egalement rayonné dans l'espace (et donc augmente la valeur absolue du dSe de la meme quantité).
En fait il y a forcément un petit echauffement parce que la quantité rayonnée dépend de la température effective, et donc il faut qu'elle s'échauffe pour rayonner plus. C'est comme une maison, plus tu chauffes, plus c'est chaud a l'intérieur, mais a l'equilibre le rayonnement de la maison compense exactement ce que tu consommes a l'intérieur, et toutes les variables d'état (dont l'énergie et l'entropie) restent stationnaires.

L'entropie "stockée " dans la Terre varie legèrement avec la combustion des fossiles et son echauffement, mais c'est un pouillème par rapport au flux d'entropie qui la traverse, qui est encore une fois dominée tres largement par le chauffage solaire (passer d'une température moyenne de 283 K à 285 K ne change pas énormément l'entropie par exemple !)
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Message par ktche » 23 oct. 2007, 16:30

Je crois avoir saisi l'idée que, en valeur absolue, l'entropie stockée au sein du système terre, était négligeable par rapport au flux d'origine solaire.

Mais le fait que la variation due à la libération du stock n'entraine que des ajustements sur les variables du système qui transitent vers un nouvel état stationnaire ne lève pas l'incertitude sur la soutenabilité à l'issue de cette transition.

Imaginons une baignoire pleine dont l'évacuation est ouverte et dont le niveau est maintenu par un robinet ouvert : flux entrant égale flux sortant

Si on jette le contenu d'un verre d'eau dans la baignoire, elle déborde

Pour les usagers de la salle de bains, la flaque est un problème potentiel car le sol devient glissant. Et pourtant, loin d'être un poison, l'eau est toujours aussi vitale.

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Message par GillesH38 » 23 oct. 2007, 21:02

ktche a écrit :Je crois avoir saisi l'idée que, en valeur absolue, l'entropie stockée au sein du système terre, était négligeable par rapport au flux d'origine solaire.
plus exactement la variation annuelle d'entropie est négligeable par rapport au flux entrant et sortant... tout comme ta variation annuelle de poids est négligeable par rapport à ce que tu manges et ce que tu excrètes... (c'est la définition d'un état quasi-stationnaire).

Mais le fait que la variation due à la libération du stock n'entraine que des ajustements sur les variables du système qui transitent vers un nouvel état stationnaire ne lève pas l'incertitude sur la soutenabilité à l'issue de cette transition.

Imaginons une baignoire pleine dont l'évacuation est ouverte et dont le niveau est maintenu par un robinet ouvert : flux entrant égale flux sortant

Si on jette le contenu d'un verre d'eau dans la baignoire, elle déborde

Pour les usagers de la salle de bains, la flaque est un problème potentiel car le sol devient glissant. Et pourtant, loin d'être un poison, l'eau est toujours aussi vitale.
qu'il puisse y avoir des effets secondaires , c'est sur, mais ce n'est pas directement lié à la quantité d'entropie produite. Entre construire une caserne et un hopital, la variation d'entropie est la même ! :-D
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