Bonjour à tous,

Une question me taraude, à laquelle je n'arrive pas à trouver de réponse sur internet.

Je me suis un jour demandé pourquoi l'air chaud était plus léger que l'air froid. J'ai appris que la chaleur agitait les molécules composant l'air et du fait de leur mouvement, la densité de molécules était moindre dans l'air chaud que dans l'air froid. Simple.

Mais comme j'aime aller au bout des choses, je suis curieux de savoir pourquoi la chaleur agit ainsi sur les molécules. J'imagine qu'il s'agit d'un problème d'électrons, ou de choses d'un niveau atomique.
Pour être honnête, je n'ai pas un profil scientifique, je suis plutôt sciences humaines que naturelles et mes cours de physique/chimie commencent à dater.

Si quelqu'un de plus calé que moi veut bien répondre, de préférence en expliquant en détails le pourquoi du comment, je lui en serai très reconnaissant.

Merci d'avance !

Lorsque un gaz comme l'air s'échauffe, les particules qui le compose s'excitent et rebondissent plus fortement les unes sur les autres, la pression augmente et par conséquent le volume qu'elles occupent augmente si c'est possible sinon c'est la pression qui continue d'augmenter.

Et si les particules s'excitent c'est tout simplement à cause de l'énergie thermique qu'elles "récupèrent".

Salut,

1) Concernant l'air chaud plus léger que l'air froid, c'est effectivement un abus de langage. On a l'idée que l'air chaud a plus tendance à "monter" que l'air froid et qu'il est donc ainsi plus léger. Comme tu l'as dit, c'est en réalité une question de densité, l'air froid est plus dense que l'air chaud donc, tel une roche qui coule dans l'eau (car en une surface de contact donnée, la roche est plus massive que l'eau puisque plus dense donc remporte le combat et la repousse), l'air froid "coule" dans l'air chaud, ce qui nous donne cette impression que l'air froid descend et que l'air chaud, poussé par l'air froid qui prend sa place, monte.

2) La chaleur c'est une énergie, et l'énergie est précisément une certaine quantification de la capacité d'une entité à changer d'état (= se mettre en mouvement, s'agiter, rayonner, etc.). L'énergie d'une entité en est donc une caractéristique qui varie, et cette variation s'effectue sous forme de transferts avec l'environnement. L'énergie thermique en est un cas particulier, lorsqu'on chauffe quelque chose, on lui donne de l'énergie par échange thermique, et c'est cette énergie qui détermine son état d'agitation.

Ce qu'il faut comprendre finalement c'est qu'à la question "Pourquoi la chaleur agite-t-elle les molécules", la réponse est "Parce que c'est la définition de la chaleur"

Déjà, tu sembles confondre chaleur et température.

En physique, la chaleur est un échange d'énergie, alors que la température décris un état.

Et la température décris justement l'état d'excitation des molécules/atomes composant un corps.

Du coup, c'est pas la température qui produit cet effet, mais la température qui décrit ce phénomène.

en effet , l'erreur classique : la chaleur n'est pas de l'énergie!! c'est un transfert d'énergie.

Salut à tous,

Merci beaucoup pour vos réponses, particulièrement à toi Jooord. J'ai eu un peu de mal à cerner véritablement les tenants et aboutissants, mais à force de relire je suis parvenu à me représenter la chose. En ce sens, ta conclusion est juste parfaite, merci.

Désolé également si j'ai utilisé des termes inappropriés et si j'en ai confondu certains. Comme dit dans mon post initial, je n'ai vraiment pas l'habitude ni de cette façon de voir les choses, ni même des définitions de choses aussi anodines que la chaleur, la température etc.

Merci encore à tous.

la roche est plus massive que l'eau puisque plus dense donc remporte le combat et la repousse), l'air froid "coule" dans l'air chaud,

Et dans le cas d'un bateau qui est bien plus massif que ta roche on fait comment ?
Tu insinues que l'air chaud est moins massif que l'air froid ?

ce qui nous donne cette impression que l'air froid descend et que l'air chaud, poussé par l'air froid qui prend sa place, monte.

Me semble bien que ce n'est pas qu'une impression, l'air chaud monte autant que l'air froid descend, c'est un phénomène de convection.
Pour comprendre tout ça, il faut se (re)pencher sur la poussée d'Archimède.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Pouss%C3%A9e_d%27Archim%C3%A8de

2) La chaleur c'est une énergie, et l'énergie est précisément une certaine quantification de la capacité d'une entité à changer d'état (= se mettre en mouvement, s'agiter, rayonner, etc.).

La chaleur n'est pas une énergie, comme l'a dit Troglo c'est un échange/transfert d'énergie.

Le terme massif n'est pas le plus approprié. La densité, ça indique la masse dans un volume donné. Si un fluide est moins dense qu'un autre, cela veut dire qu'il est moins massif que l'autre dans un même volume considéré. Si on examine à la loupe un lieu de contact entre l'air froid et l'air chaud, alors on verra plus de molécules d'air froid que d'air chaud :

La pression exercée par les molécules froid sur cette surface sera plus grande que la pression exercée par les molécules chaudes.

Je raconte des bêtises? C'est comme cela que je m'explique la poussée d'Archimède, mais ce n'est pas impossible que j'en ai une bien fausse idée.

Me semble bien que ce n'est pas qu'une impression, l'air chaud monte autant que l'air froid descend, c'est un phénomène de convection.

Le sens des mots était mal choisi, ce qui est une impression, c'est pas le mouvement de convection, mais le fait qu'il serait dû à une différence de masse.

La chaleur n'est pas une énergie, comme l'a dit Troglo c'est un échange/transfert d'énergie.

Exact, il faut remplacer toutes les occurrences de "chaleur" dans mon message par température.

Non c'est un peu n'importe quoi ce que je raconte sur le pression. Bon je vais aller réviser ma dynamique des fluides.

Du coup, la poussée d'Archimède a-t-elle une explication microscopique simple?

Non c'est un peu n'importe quoi ce que je raconte sur le pression. Bon je vais aller réviser ma dynamique des fluides.

Oui

Du coup, la poussée d'Archimède a-t-elle une explication microscopique simple?

La poussée d’Archimède s'appuie sur les pressions (macroscopique) et les surfaces (macroscopique). Donc je ne crois pas judicieux de chercher une explication microscopique.