température à la valeur T1. Pour le même corps, dans les mêmes conditions, apportons la quantité d'énergie Q2 = 2Q1, la nouvelle température T2 = 2T1.
La quantité moyenne d'énergie est proportionnelle à la température. Nous posons:
E = 0,5.m.<v²> = 1,5.k.T
k = constante de Boltzman. Pourquoi ce coefficient 1,5 ? C'est une commodité pour plus tard, cela permet d'appliquer le théorème de Pythagore pour les trois dimensions de l'espace. Ainsi on tombe sur l'équation d'état du gaz parfait sans avoir besoin d'introduire un facteur numérique.
De ce fait la température d'un gaz, et l'énergie cinétique moyenne de ses
molécules sont proportionnelles. Il ne peut donc y avoir de température négative : aucune valeur au carré n'est plus petite que "0". Le kelvin "K" est l'unité. Sa valeur a été fixée historiquement par les choix de l'échelle CELSIUS.
Si on n'est pas trop intégriste, ces molécules sont sphériques (presque) la loi du gaz parfait n'est peut être pas respectée dans ses moindres détails mais ... elle donne des résultats satisfaisants.
Elle dit ceci: les molécules rouges, plus légères doivent aller plus vite que les molécules jaunes, plus lourdes.
à 273K <v> pour H2 = 1690 m.s-1
à 273K <v> pour He = 1200 m.s-1
à 273K <v> pour O2 = 425 m.s-1
Ce qui est intéressant, c'est l'énergie cinétique de ces molécules. Dans le gaz parfait, c'est la seule forme d'énergie.
Chaque molécule a une énergie cinétique
Ec= 0,5. m . vi².
L'énergie totale est la somme des énergies individuelles E = 0,5 . n.m .<v²>
où <v²> est la moyenne des carrés des vitesses (vitesse quadratique moyenne).
Le modèle des gaz montre une chose: lorsque la température augmente, la vitesse des
molécules augmente aussi. Lorsque la température vaut 0 kelvin, la vitesse des molécules est nulle.
Quand je parle de la vitesse des molécules <v> est une bonne façon de la représenter.
Quand nous apportons une quantité d'énergie Q1 à un corps à 0K, nous faisons monter sa