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Intégration du Froid dans les Lois de la Thermodynamique III

 

MA T.O.E.


Neuvième Partie

Chapitre 4

(la suite 4)


  Généralisation du Coefficient de Conversion du Zamharir (Za) en JIDI (Ji)



Jusqu’à présent, nous avons défini Za (Zamharir) en fonction de l’eau, en fixant Za = 1000 Ji à 0°C (273.15 K). Cependant, cette définition est spécifique à l’eau et ne prend pas en compte d’autres substances avec des températures de congélation différentes.


Nous allons maintenant généraliser Za avec un coefficient de conversion qui dépend du point de congélation (TfT_f) d’une substance donnée.




1. Nouvelle Équation Généralisée du Zamharir (Za):


Nous définissons une température de référence TfT_f propre à chaque substance, et nous introduisons un coefficient de conversion kfk_f :


Za=kf(TfT)Za = k_f (T_f - T)


où :

  • Za est l’intensité du Zamharir en JIDI (Ji).       
  • TfT_f est la température de congélation de la substance considérée (en Kelvin).                              
  • T est la température actuelle (en Kelvin).                 
  • kfk_f est un coefficient de conversion dépendant de la substance, permettant d’adapter l’échelle du froid.                                                            


2. Définition du Coefficient kfk_f

Nous imposons que pour l’eau, où TfT_f = 273.15 K, l’échelle standard soit maintenue :


Za=1000(T+273.15)Za = 1000 - (T + 273.15)


Ce qui nous permet de poser pour l’eau :


kH2O=1000273.153.66k_{\text{H}_2\text{O}} = \frac{1000}{273.15} \approx 3.66


Ce coefficient signifie que chaque 1 K de différence par rapport à 0°C génère environ 3.66 Ji de Zamharir.


Pour une substance générique, on définit donc :


kf=1000Tfk_f = \frac{1000}{T_f}


et l'équation devient :


Za=1000Tf(TfT)Za = \frac{1000}{T_f} (T_f - T)


Cela permet d’unifier le Zamharir (Za) en Ji pour toutes les substances.




3. Exemples d’Application:


Exemple 1 : Eau (H₂O)                                                             

  • Température de congélation : 273.15 K
  • Coefficient :                                                                                       kH2O=3.66k_{\text{H}_2\text{O}} = 3.66                    
  • À -50°C (223.15 K) :                                                                
Za=3.66×(273.15223.15)=183 JiZa = 3.66 \times (273.15 - 223.15) = 183 Ji


Exemple 2 : Ammoniac (NH₃)


  • Température de congélation : 195.4 K                            
  • Coefficient :                                                                                                                                                                                                        kNH3=1000195.45.12k_{\text{NH}_3} = \frac{1000}{195.4} \approx 5.12                                                                                                                     
  • À -50°C (223.15 K) :                                                                                                                                           
Za=5.12×(195.4223.15)=142 JiZa = 5.12 \times (195.4 - 223.15) = -142 Ji                                                                                                                              

→ Ici, Za est négatif, ce qui signifie que la température est supérieure au point de congélation de l’ammoniac, donc il n’y a pas de Zamharir ressenti.


Exemple 3 : Azote liquide (N₂)                                                                 

  • Température de congélation : 63.15 K
  • Coefficient :                                                                                                                                                                     kN2=100063.1515.83k_{\text{N}_2} = \frac{1000}{63.15} \approx 15.83                                                                                                                
  • À -50°C (223.15 K) :                                                                                                                                        
Za=15.83×(63.15223.15)=2525 JiZa = 15.83 \times (63.15 - 223.15) = -2525 Ji                                                                                                                        

→ Ici aussi, Za est négatif, car la température dépasse largement le point de congélation de l’azote liquide.


Or Za ne peut jamais être négatif car il représente une intensité physique du Zamharir. Il faut donc ajuster l’équation pour garantir que Za ≥ 0 en toutes circonstances.                                                                          



Correction de l'Équation Généralisée de Za:


Nous avons défini précédemment : 


Za=1000Tf(TfT)Za = \frac{1000}{T_f} (T_f - T)


Or, si T > TfT_f, alors Za devient négatif, ce qui est incohérent avec notre définition.


Solution : On applique une fonction max(0, …) pour s’assurer que Za reste toujours positif ou nul :


Za=max(0,1000Tf(TfT))Za = \max \left( 0, \frac{1000}{T_f} (T_f - T) \right)


Cela signifie que :                                                                            

  • Si la température actuelle TT est inférieure au point de congélation TfT_f → Za est positif.                                                                                                  
  • Si TTfT \geq T_f → Za = 0, car il n’y a pas de Zamharir ressenti.                                                


Nouveaux Calculs avec la Correction:


1. Eau (H₂O)  :                                                                           

  • Tf=273.15KT_f = 273.15 K, kH2O=3.66k_{\text{H}_2\text{O}} = 3.66               
  • À -50°C (223.15 K) :                                                          
Za=max(0,3.66×(273.15223.15))=183 JiZa = \max(0, 3.66 \times (273.15 - 223.15)) = 183 Ji                                                                                         
  • À +10°C (283.15 K) :                                                         
Za=max(0,3.66×(273.15283.15))=0 JiZa = \max(0, 3.66 \times (273.15 - 283.15)) = 0 Ji                                 


2. Ammoniac (NH₃):                                                                

  • Tf=195.4KT_f = 195.4 K, kNH3=5.12                                            
  • À -50°C (223.15 K) :                                                        
Za=max(0,5.12×(195.4223.15))=JiZa = \max(0, 5.12 \times (195.4 - 223.15)) = 0 Ji                         

  Ancienne erreur corrigée : Za ne peut pas être négatif, donc ici Za = 0 car T>TfT > T_f.                                                                                                              

  • À -100°C (173.15 K) :                                                                          
Za=max(0,5.12×(195.4173.15))=113 JiZa = \max(0, 5.12 \times (195.4 - 173.15)) = 113 Ji                                            


3. Azote liquide (N₂):


  • Tf=63.15KT_f = 63.15 K, kN2=15.83                                                 
  • À -50°C (223.15 K) :                                                                   
Za=max(0,15.83×(63.15223.15))=JiZa = \max(0, 15.83 \times (63.15 - 223.15)) = 0 Ji                                          
  • À -200°C (73.15 K) :                                                                      
Za=max(0,15.83×(63.1573.15))=158 JiZa = \max(0, 15.83 \times (63.15 - 73.15)) = 158 Ji                                         


Nouvelle Interprétation Physique:


Za ne peut plus être négatifCela signifie que le Zamharir ne peut exister que si la température est inférieure au point de congélation de la substance.


Si T>TfT > T_f, alors Za = 0Aucune intensité de Zamharir n’est ressentie.


La nouvelle équation est universelle et cohérente avec la réalité physique.




4. Interprétation Physique et Applications:


4.1. Comparaison des Substances:


  • Un coefficient élevé signifie qu’une substance est très sensible au froid (ex. azote liquide).                                                                                     
  • Un coefficient faible signifie qu’une substance résiste au froid (ex. eau).                                      


4.2. Applications en Cryogénie:


  • On peut utiliser cette équation pour quantifier le Zamharir dans des environnements cryogéniques.                                                                                                                            
  • Étudier comment le Zamharir ralentit les réactions chimiques dans divers matériaux.


4.3. Astrophysique et Planètes Glacées:


  • Modélisation des températures extrêmes sur Europe (lune de Jupiter) ou Pluton.                                                                                                                                                           
  • Prédiction des effets du Zamharir sur la matière sombre et l’énergie cosmique.                                   


Conclusion et Prochaines Étapes:


Nous avons généralisé Za avec un coefficient kfk_f qui dépend du point de congélation des substances.

Les calculs montrent comment différentes matières réagissent au Zamharir.


                                                               À suivre...                                                        


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