Mon manuel dit « La quantité dénergie thermique se trouve en mesurant la température de la substance. » Cependant, comment est-ce vrai? La température ne mesure que lénergie cinétique moyenne des particules dun objet, pas le nombre de particules. Ainsi, par exemple, imaginez que quelques particules dans un pot ont une vitesse très élevée; ainsi, la température de lintérieur du pot serait très élevée, mais il ny aurait pas trop dénergie thermique car il ny a que quelques particules. Locéan, par contre, contient de très nombreuses particules, mais sa température est plus basse. Cependant, locéan a plus dénergie thermique! Si tel est le cas, la température ne peut évidemment pas mesurer lénergie thermique. Pourquoi mon manuel le dit-il?
Commentaires
- Votre manuel est en quelque sorte faux si nous sortons la phrase de son contexte (il pourrait donc être juste si nous le lisons en contexte). La quantité dénergie thermique est mesurée en chauffant la substance avec une quantité dénergie connue et en mesurant le changement de température.
Réponse
Lénergie thermique est exactement la moyenne (par rapport à lintervalle de temps de votre mesure) de lénergie cinétique de translation globale de toutes les particules de votre système. Ceci, à son tour, peut être lié à la température de votre système au cas où lhamiltonien serait séparable en coordonnées de chacune de vos particules (le théorème déquipartition). En particulier, lénergie thermique globale est proportionnelle à la fois au nombre $ N $ de particules et à leurs énergies cinétiques (la plupart du temps, ce nest rien dautre que le produit de celles-ci, après avoir fait la moyenne sur tous les degrés de liberté).
Dans votre exemple, deux particules à haute vitesse peuvent encore contribuer à lénergie thermique totale, de même un système de beaucoup plus de particules où chacune delles partage à la place des contributions de vitesse très faibles. Vous voudrez peut-être jeter un œil à la page wikipedia qui étend ce que jai dit ci-dessus en quelques mots.
EDIT
Comme indiqué ci-dessous, il peut y avoir des contributions non-traductionnelles et potentielles supplémentaires à prendre en compte lors du calcul de la moyenne pour lénergie thermique totale, plutôt que les seuls termes cinétiques.
Commentaires
- " Lénergie thermique est exactement la moyenne ([…]) de lénergie cinétique de translation globale de toutes les particules de votre système. " Traite un cas assez particulier comme si elle définissait le sens général. En général, il existe des modes non translationnels et de plus, une partie de lénergie dans ces modes peut être potentielle plutôt que cinétique.
- @dmckee You ' re right . Jai modifié ma réponse pour inclure votre suggestion, merci!