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Transcription de la vidéo

donc on était arrivé si je me souviens bien à l'expression du deuxième principe de la thermodynamique et ce deuxième principe alors je rappelle il nous dit que qu au niveau de l'univers et bien l'entropie la variation dans le profit de l'univers est toujours positive au mieux ce qui veut dire finalement que l'entropie va toujours tendre à augmenter ou rester yann mais ne peut pas diminuer on avait vu qu'effectivement ça c'était vrai peu importe la manière dont vous voyez l'entropie c'est à dire de la manière thermodynamique où on voit finalement que l'entropie le changement l'entropie peut être vu comme un échange de chaleur une chaleur ajouté sur la température à laquelle cette chaleur est ajouté donc ça c'est la première définition qui vient la thermodynamique et on avait aussi vu une seconde définition de l'entropie donc cette fois-ci de l'entropie et pas d'un changement d'entropie deux coups du point de vue statistique qui est que l'entropie alors l'entropie on va bien écrire l'entropie ça peut être vu comme étant proportionnelles aux logarithme n'est pas rien du nombre d'états accessible à mon système donc voilà ça c'était pour les petits rappels donc on en est là et finalement dans cette vidéo on va essayer de voir un autre contre exemple où on a l'impression que le deuxième principe n'est pas vérifiée mais on va voir qu'effectivement c'est pas vrai ce principe est toujours toujours toujours vrai et qu'en fait à chaque fois on a l'impression que ça n'est pas réalisée c'est qu'en fait on a oublié de tenir compte d'un certain échange ou qu'on ne regarde pas au niveau de l'univers mais au niveau d'un système plus restreint donc on va reprendre quelque chose qu'on connaît donc on a une frontière ici on a de ce côté là quelque chose de froid donc on va dire que c'est notre côté d'eux donc à la température t2 et de l'autre côté quelque chose de chaud à la température t1 et si notre côté 1 et 2 donc ce qu'on a vu dans la vidéo précédente c'était que notre intuition nous disait que le transfert thermique à les allées du chaud vers le froid donc il ya un transfert thermique comme ça et on a vu qu effectivement cette intuition qu'on a que le transfert tard l'ong se fait toujours de la source chaude pour ce froide et la traduction en fait du deuxième principe de la thermodynamique qui nous dit que on ne peut pas faire un transfert un look dans l'autre sens que ce sens naturel là sauf bien sûr si on ajoute un travail et donc à un autre transfert thermique qui vient en fait compensé la lame l'impression qu'on a de la diminution de l'entropie alors en fait il ya un monsieur qui s'appelle maxwell dont maxwell c'est exactement le même que celui des équations en électromagnétisme donc les quatre équations de maxwell mais en fait il a aussi faire un petit peu thermodynamique tu vois il l'a fait quand même plein plein de choses et il a imaginé une expérience qu'ont fait évidemment par la pensée en c'est pas une expérience qu'on n'a rien réussi à réaliser et c'est même en essayant de la réaliser qu'on s'est rendu compte de ses faiblesses mais cette expérience a quand même posé problème pendant très très longtemps il ya beaucoup de gens qui sont pensés de plancher dessus et en fait après lui c'est pas lui qui l'a nommé comme ça mais cette expérience s'appelle le démon de maxwell et alors ce démon de maxwell lui il fait référence justement à ce deuxième principe et il apparaît en première du premier abord comme un contre exemple du deuxième principe donc un contre-exemple du deuxième principe alors je vais t'expliquer ce que c'est se démonte de maxwell en fait ce que ce qu'a dit maxwell c'est qu'on peut trouver une façon de faire notre ancienne fabrique dans l'autre sens en imaginant qu'on est un démon ou quelqu'un bref qui régit en fait le transfert de ses pompes de ces particules alors on va recommencer depuis le début ça sera beaucoup plus simple je fais un petit peu de place voilà alors donc ce qu'on dit c'est qu'on a en fait une paroisse comme ça hop et une paroisse comme ça que de ce côté donc ici oui donc on va prendre la même chose ici j'ai des particules qui sont à t1 t1 et donc c'est notre côté 1 et ici j'ai des particules qui sont hâtés de et qui sont du côté de est donc ce que je dis c'est que t1 est supérieur à t2 ça c'est mon hypothèse est en fait donc tu vois ici à une ouverture en fait il ya une porte et cette porte enfin à une propriété spéciale donc en fait avant de s'occuper de cette porte on va décrire un petit peu qu'est ce que ça veut dire que du côté 1 mais particules en sont à la température t1 et du côté d'eux de l'hameçon du côté du côté d'eux à la température t2 parle donc en fait qu'on avait vu si on revient sur ce qu'on avait dit il ya plusieurs vidéos de ça s'écrit nalement la température c'est une mesure macroscopique de la moyenne de l'énergie cinétique donc sa maman tu t'en souviens on l'a vu un grand monde de fous donc finalement le fait qu'on dise que c'est une moyenne tu vois que ça sous-entend en fait qu'il ya une notion de distribution donc là ça peut paraître un mot un peu barbare distribution ça veut juste dire que tout n'est pas exactement à eux si c'est vraiment une moyenne donc il ya des particules qui auront plus d'énergie cinétique et des particuliers qui ont moins d'énergie cinétique et tout ça de telle sorte que quand je fais la moyenne sur toutes mes parts kühl je trouve ces et dont je trouve tes donc finalement ça c'est intéressant parce que ça me dit que cette distribution en énergie cinétique et bien elle est également vrai en température tout mais particules ne vont pas exactement un t1 il y en a un petit peu qu'ils soient au plus un peu au dessus de tes seins et un petit peu en dessous tu te tais et la même chose pour t2 donc en fait ce qui est sympa c'est qu'on peut tracer nos distributions donc ici j'ai la température on va dire en kelvin et ici j'ai le nombre de particules alors donc on va imaginer que tu es un se trouve ici et je dis que eh bien ma distribution elle est comme ça on accepte est assez grand donc ça c'est ma distribution t1 donc tu vois peu importe à quoi elle ressemble mais voilà globalement la moyenne est à terme et donc bah j'ai également t2 qui est ici et je vais avoir remonté deux ça donc voilà donc finalement tu vois ça c'est une vision qu'on n'avait pas encore vu mais c'est vraiment plus du point de vue de la statistique inquiets que toutes les particules ne peuvent pas être exactement la même température seuil est forcément une petite bavure donc là j'ai fait ça très large pour que ça soit bien clair mais en tout cas ce qui est sûr c'est que il ya une distribution comme ça donc finalement ce que ce que ce que ça me dit c'est que il ya aussi une distribution d'énergie cinétique comme je l'aï dit tout à l'heure et donc que finalement je peux imaginer maintenant que je connais la vitesse de chacune de mes particules écrite vitesse change duke energy netiq change donc si je me mets par exemple à t1 on va dire que celle là elle a une grande énergie cinétique donc elle se trouve quelque part ici celle là elle en a une tout petit donc elles seront par exemple ici et il y en a plein qui sont à la moyenne donc environ comme ça et elle hop encore très grande et elle encore up très petit donc voilà ce que ça veut dire être à terme et donc si je fais la même chose pour t2 et 22 on va dire qu'il a peints qui sont toutes petites comme ça à des vitesses donc que je vois à peine il y en a quelques-unes europe qui sont carrément plus grands n'ont pas aussi grande qu au t1 mais plus grande en tout cas et voilà donc voila un petit peu ce que ça veut dire donc qui est intéressant tu vois si je regarde à sur mon dessin c'est finalement cette particule là et bien en fait elle a une vitesse plus grande que certaines des particules de t1 et c'est exactement ce que me dit ce schéma là parce qu'effectivement je vois que il y à une partie ici des particules du compartiment 2 qui ont qu une vitesse supérieure à la moyenne des particules du compartiment 1 c'est un peu compliqué ma phrase mais normalement si je suis bien c'est logique et de la même façon ici je vois qu'il ya une partie des particules du compartiment 1 qui ont une vitesse inférieure à la moyenne des particules du comportement du compartiment 2 donc ça veut dire que finalement bien que t2 soit plus froid que tu es un jeu peut trouver des particules dans le t2 qui vont plus parce que là que la moyenne des particules de terrain et inversement et donc partant de cette observation maxwell il a supposé que on trouve un moyen en fait d'ouvrir cette porte mais d'ouvrir sa porte pas n'importe comment donc après les gens ont dit que c'était un petit des mains bon tu vois ça comme tu veux on imagine qu'il ya quelqu'un qui regarde et qui en fait si on va de d'euros de droite à gauche est bien là je n'ouvre la porte que si la particule et rapide donc rapide pour t2 donc ça veut dire qu'on est tu vois dans cette ère ici donc si jean tours en verre hop ça c'est ces particules là et il a dit dans notre sens que je ne laisse passer de gauche à droite donc dans ce sens là que s'il s'agit de particules lente donc est lente ça représente up ces particules a donc ce qui dit finalement c'est que je regarde et cima particules arrivent de droite à gauche et calais rapine c'est à dire qu'elle est supérieure que sa vitesse est supérieure à la moyenne des vitesses de terrain ben je verrais ce passé et celle là je ne laisse passer que les particules donc si je fais un dessin ça veut dire que ici up sell l'âge allait se passer et ici c'est là il parle de l'espace et donc finalement que tu vois ça veut juste dire qu'un regarde ce qui se passait selon ce que je vois j'ouvre la porte et ce qu'on voit c'est que si on continue à faire ça pendant longtemps longtemps longtemps longtemps ce qui va se passer c'est que du côté 1 il va y avoir une accumulation de particules rapide parce que je ne laisse pas ses vertes et un que des particules plus rapide que la moyenne de terrain et de la même façon ils veulent une accumulation de particules en du côté d'eux puisque jeunesse passée du côté droit que les particules qui sont plus lentes que la moyenne de t2 ça veut dire que si je refais un schéma de ma distribution va le refaire en blanc balle ovale ali comme ça ça sera mieux comme ça et comme ça donc on va retracer juste tu vas pour avoir un repère hop ça cet été 1 et ça c'était t2 pas ce qui va se passer moralement si tu veux donc c'est que cette partie là donc parlons je vais prendre les bonnes couleurs donc cette partie là qui étaient dans tes seins elle va aller vers tu es dedans quand celle inverse donc en fait cette partie là de particules qui était dans le compartiment de mai avec une vitesse globalement rapide elles vont aller dans le compartiment est donc elles vont contribuer à décaler comme ça la distribution vers la gauche donc ça va me faire finalement up quelque chose comme ça et donc je vois que finalement ici nouvelle moyenne elle est supérieure à l'ancienne et de la même façon si je regarde ce qui se passe de l'autre côté je vois que cet ensemble la de particulier dans le compartiment 1 mais qui était l'un va passer dans le compartiment 2 et donc ça va avoir tendance à décaler mon ma distribution dans l'autre sens donc ça va me faire quelque chose comme ça et de telle sorte à ce que cette fois ci tu vois je n'ai plus de particules dont l'âme la vitesse est inférieure à la moyenne ou supérieure à la moyenne de l'autre c'est à dire que si je regarde mon compartiment un donc à ce qui est écrit en rouge je n'ai plus de particules qui a une vitesse inférieure à la moyenne du compartiment 2 donc j'espère que là tu suis bien en tout cas ce qu'on voit c'est qu'on a décalé la distribution et que la moyenne de chacune des températures donc la température grande donc là compartiment choses et réchauffer et le compartiment froid s'est refroidie donc là on voit qu'en fait avec cette petite expérience de l'ex de l'esprit bien en fait on va complètement à l'encontre du deuxième principe puisque on a bien ce phénomène où la température chaude cela le compartiment choses se réchauffe et le compartiment froid se refroidit donc en fait on a l'impression que le transfert thermique il va dans ce sens là ça c'est ce qu'on voit là c'est ce que nous dit finalement cette expérience bon finalement laon maxwell il a posé sa et comme je te dis c'est à poser quand même des problèmes à plein de gens parce que on se dit effectivement là on a pas on a pas de gain d'entropie on a vraiment une diminution en voit pas finalement tout peut venir un autre transfert qu'on n'aurait pas pris en compte sauf qu'en fait il ya des gens qui se sont dit ok on va essayer de réaliser cette expérience est en fait sur l'essai de la réaliser dont vraiment de la faire dans la vraie vie ben en fait on s'aperçoit que la gestion de cette porte là bas c'est quand même quelque chose de super super compliqué parce que ça veut dire que si tu imagines avoir deux gaz qu'il faut en fait que tu suives chacune des particules de chaque gaz etc à chaque fois tu puisse la comparer à ta valeur seuil à dire ok est ce que cela ne va plus vite ou invite donc par exemple imagine qui on faisait ça avec un laser bas il faudrait éclairer toutes les particules et voir ce qu'elle te réfléchissent pour finalement décider si tu ouvres la porte ou non de selon la réflexion tu as eue et tout ça est un mouvement non grasse est extrêmement extrêmement compliqué en fait quand on se rend compte donc en poussant un peu cette réflexion c'est que le fait de suivre ces particules et le fait de comprendre et de décider est-ce que j'ouvre la porte ou pas si tu voulais faire par exemple avec un ordinateur eh bien ça deviendrait un ordinateur extrêmement puissant et il faudrait vraiment qu'ils travaillent très fort qui tourne très très longtemps de cet ordinateur et donc typiquement il générerait de la chaleur il faudrait l'alimenter pour qu'ils produisent un travail est en fait on se rend compte que cette cette expérience n'est pas réalisable sans avoir à introduire d'autres transferts thermiques et d'autres travaux est donc allé là la solution on retombe un petit peu sur l'exemple du climatiseur si tu veux c'est que là on a oublié enfin on n'a pas tenu compte de qu'est ce qu'il fallait faire pour réaliser cette porte et que pour réaliser cette porte eh bien il ya sûrement un transfert thermique comme ça il ya sûrement du travail qu'il faut ajouter et ya sûrement plein plein plein d'autres choses qui font que si après on fait un bilan global au niveau de l'univers des transferts thermiques que la part du prime et bien en fait on retrouverait bien un transfert thermique du chaud vers le froid alors là effectivement c'est pas une démonstration que je t'ai fait c'est vraiment j'ai une explication parce que c'est un problème quand même vraiment compliqué mais je pense que c'était quand même assez important de présenter cet exemple qui est un exemple extrêmement classique et qui finalement illustre bien le fait que quand on a l'impression que le transfert thermique va dans le mauvais sens donc du froid vers le show et donc on va à l'encontre du deuxième principe de la thermodynamique et bien c'est quasiment toujours parce qu on a oublié de tenir compte d'autres transferts thermiques qui interviennent dans notre dans notre expérience donc j'espère que tu as bien compris cette expérience de toute façon c'est vrai qu'elle est un petit peu compliqué parce que on parle distribution de choses comme ça mais normalement l'idée générale est assez simple à comprendre et donc moi je te dis à très vite dans la prochaine vidéo