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Topologie: existe-t-il un gradient de pression dans une sphère ?

le 27-04-2017 à 16:49 #
Bonjour,

Imaginons que l'on remplisse un ballon parfaitement sphérique, à la paroi très élastique de 1 mètre de diamètre, par une entrée extérieure pour atteindre un équilibre de pression de 2 bars à cette "porte extérieure"; pourrait-on jamais mesurer une différence de pression au centre, si à l'extérieur du ballon la pression est vraiment moindre (par exemple 0,5 bar) ..?



Cette question est posée pour savoir si la topologie d'un contenant n'a pas d'influence sur la "distribution" de sa pression interne.
Re: Topologie: existe-t-il un gradient de pression dans une sphère ?
le 27-04-2017 à 18:40 #
savoir si la topologie d'un contenant n'a pas d'influence sur la "distribution" de sa pression interne.

Quand tout est stabilisé, à l'intérieur comme à l'extérieur, je répondrai que la distribution de la pression à l'intérieur est uniforme.
Mais je suppose que vous avez des remarques intéressantes à proposer.
Re: Topologie: existe-t-il un gradient de pression dans une sphère ?
le 28-04-2017 à 17:49 #
Bien vu et merci, @Celuikidiki, d'avoir relevé le défi de ce poste!
J'ai toujours été consterné de voir que la pression dans un fluide entropique (+ ou - résistant sur lui-même et sur le contenant) est considérée de façon statique par les physiciens, alors que d'une part elle n'est que "communication" de son propre potentiel vers un autre et que d'autre part ce potentiel est le reflet d'une agitation permanente de son support moléculaire, atomique et subatomique, agitation du milieu réagissant inévitablement avec la structure et la composition étrangères du contenant.

L'on pourrait brouiller les pistes en disant que toutes ces considérations ne peuvent être prises en compte, mais voici une autre occasion de réfléchir: imagine les conséquences si un gradient de pression existe dans une sphère à gaz, par exemple...

Et il ne peut en être autrement.
Mon prof de math disait: prenez 2 ensembles avec chacun un élément que vous appelez "A"; ces 2 ensembles ne seront jamais identiques parce qu'ils subissent des influences différentes; et prenez à l'intérieur d'un ensemble les éléments A et B, ils ne peuvent être identiques pour les mêmes raisons: ils ne se situent pas au même endroit.
Re: Topologie: existe-t-il un gradient de pression dans une sphère ?
le 28-04-2017 à 19:40 #
la pression dans un fluide est considérée de façon statique

Ayant une formation d'ingénieur, je m'intéresse à un niveau de précision suffisant pour la machine étudiée.
J'ai écrit : "Quand tout est stabilisé, à l'intérieur comme à l'extérieur, la distribution de la pression à l'intérieur est uniforme".
Y a-t-il un état où tout est parfaitement stabilisé ? j'en doute, et certainement pas dans une machine thermique.

Suivant le problème posé, il peut être nécessaire de tenir compte d'autres éléments.
- la température extérieure qui varie et ou n'est pas uniforme sur toute la surface
- l'enveloppe qui vieillit
- la pression intérieure qui est plus faible en haut de l'enceinte qu'en bas ...

Peut-être que ces remarques ne répondent pas à votre attente ...


Re: Topologie: existe-t-il un gradient de pression dans une sphère ?
le 29-04-2017 à 17:34 #

le 28-04-2017 à 19:40, @celuikidiki :

Y a-t-il un état où tout est parfaitement stabilisé ? j'en doute, et certainement pas dans une machine thermique.

Suivant le problème posé, il peut être nécessaire de tenir compte d'autres éléments.
- la température extérieure qui varie et ou n'est pas uniforme sur toute la surface
- l'enveloppe qui vieillit
- la pression intérieure qui est plus faible en haut de l'enceinte qu'en bas ...

Peut-être que ces remarques ne répondent pas à votre attente ...


Qui serais-je si ces remarques ne correspondaient pas à mon attente ? Respects infinis pour votre formation d'ingénieur !

Je ne m'intéresserai pas au différentiel de gravité (pour l'instant).
Par contre, ce qui concerne les variations de température, et toute autre cause de chocs intermoléculaires, peut créer une différentiel de tension locale (pression) et produire (tout au moins par la pensée, à ce niveau) un débit s'il est canalisé par un conduit entre les zones aux potentiels différents.

Vous pourriez citer donc d'autres causes..
Mais si on voyait le problème sous l'angle opposé ? Avant d'oublier la notion d'énergie, imaginons que son "opposée" est la résistance. L'on peut donc introduire l'idée que certaines zones de pression apparemment identique sont en fait soumises à une plus grande résistance locale (résistance thermique ? Cela existe-t-il ? ou/et topologique, etc ) dans une forme sphérique ou quelconque.

A chaque endroit l'on retrouve donc une pression P et une résistance R .. Avant même qu'il y aît considération de mouvement. Or une pression P statique divisée par une résistance locale R donne donc un débit potentiel. Et c'est ce que je retrouve dans la formule de Poiseuille..

A suivrfe, donc, @Celuikidiki
Re: Topologie: existe-t-il un gradient de pression dans une sphère ?
le 29-04-2017 à 17:37 #
Sauf à être dans des conditions de laboratoire il y aura des mouvements de convections si faible soit'ils dans ton ballon et donc des différences de pression
Re: Topologie: existe-t-il un gradient de pression dans une sphère ?
le 29-04-2017 à 21:15 #
@ soliris
Je ne suis pas doué pour les finesses que vous évoquées. Je ne suis pas un polytechnicien (qui peut aussi dire des conneries). Un ingénieur travaille avec des valeurs moyennes, des tables et des formules établies par d'autres avant lui, des coefficients de sécurité (pas toujours parce que ça augmente l'inertie et le coût). Aussi pour moi, au premier ordre, dans une enceinte fermée, la pression est uniforme.

Mais Rokag a raison de dire qu'il y aura des mouvements de convection.
Un professeur nous disait que Régnault, quand il expérimentait sur la chaleur dans son laboratoire, veillait à ce que la clef soit toujours dans la serrure pour que les conditions de mesure restent inchangées.

Si je peux me permettre d'être gaulois, dans mon métier nous pouvions résoudre des problèmes "en tâtant les ♥♥♥♥ s du cheval".
Re: Topologie: existe-t-il un gradient de pression dans une sphère ?
le  2-05-2017 à 05:57 #

le 28-04-2017 à 19:40, @celuikidiki :
la pression dans un fluide est considérée de façon statique

Ayant une formation d'ingénieur, je m'intéresse à un niveau de précision suffisant pour la machine étudiée.
J'ai écrit : "Quand tout est stabilisé, à l'intérieur comme à l'extérieur Prêt bancaire, la distribution de la pression à l'intérieur est uniforme".
Y a-t-il un état où tout est parfaitement stabilisé ? j'en doute, et certainement pas dans une machine thermique.

Suivant le problème posé, il peut être nécessaire de tenir compte d'autres éléments.
- la température extérieure qui varie et ou n'est pas uniforme sur toute la surface
- l'enveloppe qui vieillit
- la pression intérieure qui est plus faible en haut de l'enceinte qu'en bas ...

Peut-être que ces remarques ne répondent pas à votre attente ...

Merci beaucoup pour ce conseil. C'est vraiment enrichissant.
Re: Topologie: existe-t-il un gradient de pression dans une sphère ?
le  2-05-2017 à 12:23 #

le 29-04-2017 à 21:15, @celuikidiki :

Mais Rokag a raison de dire qu'il y aura des mouvements de convection.
Un professeur nous disait que Régnault, quand il expérimentait sur la chaleur dans son laboratoire, veillait à ce que la clef soit toujours dans la serrure pour que les conditions de mesure restent inchangées.

Si je peux me permettre d'être gaulois, dans mon métier nous pouvions résoudre des problèmes "en tâtant les ♥♥♥♥ s du cheval".


Gaulois ou pas, s'il faut faire attention aux choses dont on parle, c'est justement dans le langage de la physique qu'il faut chercher.
Rokag3 cite les "mouvements de convection": il s'agit tout-de-même de "débits de masse auto-générés" dus à des variations de pression, entraînant de surcroît un changement dans tout l'ensemble d'un système.
@Celuikidiki, tu devais résoudre des problèmes parce que justement les conditions de laboratoire n'existaient pas.
C'est l'une des conclusions qui me plaît bien (parmi d'autres) dans cette conversation: les conditions de laboratoire sont un cas particulier du réalisme théorique.
Re: Topologie: existe-t-il un gradient de pression dans une sphère ?
le  2-05-2017 à 13:26 #
il s'agit tout-de-même de "débits de masse auto-générés"


Pas du tout auto généré
C'est la conséquence d'apport d'énergie asymétrique sur la surface extérieure, cette énergie sera partiellement consommée en énergie mécanique pour la répartir de manière uniforme à l'intérieur du volume interne
Re: Topologie: existe-t-il un gradient de pression dans une sphère ?
le  2-05-2017 à 18:21 #
"débits de masse auto-générés"

À mon avis "auto-généré est incorrect.
Si l'agitation moléculaire est plus grande à l'extérieur, il y aura un transfert d'énergie de l'extérieur vers l'intérieur et l'inverse dans le cas contraire. Mais il n'y aura pas de création d'énergie nouvelle dans l'ensemble. En attendant d'arriver à l'équilibre, si jamais on y arrive, nous aurons une pression non uniforme à l'intérieur de l'enveloppe.
Il est douteux que la variation de pression puisse être représentée par un gradient bien perpendiculaire à la paroi. Pour y parvenir il faudrait prendre des précautions très délicates dans un laboratoire.


Ajout du 02-05-2017 à 18:27:

Et je doute qu'on puisse aller le vérifier.




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