Les Basses Températures

Aujourd’hui nous avons eu la chance d’être accueillis par Julien Delahaye, chercheur du CNRS (Centre National de Recherche Scientifique) qui nous a introduit aux notions de basses températures en nous montrant en particulier l’azote dans tous ses états !

 

Pour nous, Bretons, les basses températures se situent habituellement aux alentours de –2 degrés Celsius or les scientifiques, eux, ne considèrent une température « basse » qu’à partir de -200 degrés Celsius et ne jurent alors que par le « Kelvin » (autre unité de mesure de la température utilisée en science).

Le degré Kelvin a une caractéristique : il n’existe pas de température négative dans cette échelle de mesure ; zéro degré Kelvin est en effet appelé le zéro absolu, c’est-à-dire la température minimale. Pour exprimer une température en Kelvin, il suffit d’ajouter 273,15 à la température en Celsius.

 

Pour introduire le sujet, Julien Delahaye nous a d’abord présenté deux récipients : l’un contenant de l’eau chaude et l’autre de l’eau froide puis nous devions les distinguer uniquement au regard. En fait, à l’œil nu, il nous était impossible de faire une quelconque différence et a fallu soit toucher l’eau ou mesurer la chaleur avec un thermomètre.

 

Ensuite, il nous a montré trois différentes plaques (polystyrène, métal, carrelage) qui étaient tous à la même température (puisqu’elles étaient dans la salle, côte à côte, depuis quelques jours) or le métal et le carrelage paraissaient plus froid au toucher puisqu’ils absorbaient la chaleur de notre corps contrairement au polystyrène qui est un isolant thermique (qui empêche donc le chaud ou le froid de pénétrer).

 

Enfin, nous avons fait une série de tests en trempant dans l’azote liquide une feuille d’arbre (celle-ci est devenue cassante comme du verre) puis un morceau de caoutchouc qu’on pouvait ensuite casser au marteau.

Question importante : peut-on mettre sa main dans de l’azote liquide ?

Oui, il est possible de plonger sa main dans de l’azote liquide mais très rapidement et pas plus de 2 secondes car sinon les cellules de notre peau éclatent puisque le froid rétrécie leur taille puis revenues à température ambiante, elles vont décupler de taille.

 

Nous avons ensuite utilisé un ballon gonflé par Cristian. Julien nous a montré comment réagissait le ballon lorsqu’il était trempé dans l’azote liquide. Le ballon, doucement, se dégonflait jusqu’à finir presque écrasé « au-dessus » de l’azote. Mais lorsque Julien le retira du liquide, on le vit se regonfler petit à petit, jusqu’à reprendre sa forme initiale.

Cela s’explique par le fait que dans le ballon, l’air se refroidit et donc les molécules d’air ont de plus en plus de mal à bouger. Puis quand on le retire de l’azote, l’air se réchauffe et redonne sa forme au ballon.

 

Il faut savoir que l’azote est en ébullition à partir de -196°C, et que bien sûr, sur un objet à température ambiante ou sur le sol, il boue encore plus rapidement et s’évapore.

 

Cristian Cunningham

Mona Quintin

Julia Alory

Camille Jegu

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