"Consommation" d'hydrogene du soleil, en volume....

[pioulee]

Bonjour tout le monde,

je me posais la question depuis déja quelques temps.
On parle souvent du poids d'hydrogène, transformé chaque seconde au coeur du soleil (je vous passe les détails des réactions).
Mais ca ne me parle pas trop ces valeurs démesurées, surtout que tout est relatif, et je n'ai pas l'habitude de peser de l'hydrogène.

Voila mes valeurs de départ pour finalement un calcul tout simple (trouvé un peu partout dans la littérature et sur le net) :
- 600 millions de tonnes d'hydrogène transformées par seconde
- pression dans le coeur solaire 0.135 kg/cm3

Arretez moi si je me trompe, mais d'après mes calculs :
81'000'000'000 cm3 d'hydrogène transformé par seconde, soit 81'000 m3, on obtient approximativement une une boule d'environ 53.7 km de diamètre.

Sur la durée de vie du soleil, estimée à 10 milliards d'années (31'536 x 10^13 secondes), la consommation totale, en volume devrais etre de 2.554 x 10^22 m3, soit une sphère de 3.654 x 10^7 m (36540 km) de diamètre.
Un volume de 18270 km de rayon, environ 0.37 fois le rayon apparent du soleil.

Ca se tiendrais finalement, ce volume tient dans le coeur, la ou la pression est suffisante à la reaction nucléaire.
De plus, les dimensions ne sont pas si démesurées que ca, a notre echelle "terrestre"

Merci de me dire si j'ai fait une erreur.
A+

[adagio]

0.135 kg/cm3 n'est pas une pression mais une masse volumique

et tu dois diviser la masse par la masse volumique pour avoir un volume

600 000 000 000 / 0.135 => 4 444 444 444 444 Cm3

Volume d'une boule 4/3*PI*R3, ton calcul est donc faut 81 000 m3 n'est pas le volume d'une sphere de 53km de diametre

[basstemperature]

Bonjour tout le monde,

je me posais la question depuis déja quelques temps.
On parle souvent du poids d'hydrogène, transformé chaque seconde au coeur du soleil (je vous passe les détails des réactions).
Mais ca ne me parle pas trop ces valeurs démesurées, surtout que tout est relatif, et je n'ai pas l'habitude de peser de l'hydrogène.

Voila mes valeurs de départ pour finalement un calcul tout simple (trouvé un peu partout dans la littérature et sur le net) :
- 600 millions de tonnes d'hydrogène transformées par seconde
- pression dans le coeur solaire 0.135 kg/cm3

Arretez moi si je me trompe, mais d'après mes calculs :
81'000'000'000 cm3 d'hydrogène transformé par seconde, soit 81'000 m3, on obtient approximativement une une boule d'environ 53.7 km de diamètre.

Sur la durée de vie du soleil, estimée à 10 milliards d'années (31'536 x 10^13 secondes), la consommation totale, en volume devrais etre de 2.554 x 10^22 m3, soit une sphère de 3.654 x 10^7 m (36540 km) de diamètre.
Un volume de 18270 km de rayon, environ 0.37 fois le rayon apparent du soleil.

Ca se tiendrais finalement, ce volume tient dans le coeur, la ou la pression est suffisante à la reaction nucléaire.
De plus, les dimensions ne sont pas si démesurées que ca, a notre echelle "terrestre"

Merci de me dire si j'ai fait une erreur.
A+

Ben disons que, ton calcul se tiendrait a peu près si le soleil n'était qu'une boule d'hygrogène pur ... Mais il ne l'est pas ... A chaque fois qu'un groupe de quelques noyaux d'hydrogène fusionnent en son coeur, c'est quelques hélium crées qui viennent polluer le milieu et change la densité du milieu, le comportement, les mouvements thermiques et de densités ...

On ne peut pas je pense évaluer quoique se soit de fonctionnement du soleil que se soit en consommation, age, volume, densité ect sans inclure la variable d'hélium changeante la dedans ...

Surtout qu'au fil des ages, c'est bel et bien le taux d'hélium changeant dans le soleil : et ce de partout, que se soit dans son coeur ou bien dans les couches intermédiaires : qui changent les conditions dans le milieu pour la combustion du combustible de fusion ...

au fur et a mesure que le temps avance, le coeur du soleil se densifi inexorablement : les noyaux d'hélium étant + lourds, c'est d'ailleurs ce processus qui crée petit a petit, la graine qui formera la naine blanche : la densification du milieu au fur et a mesure des fusions successives qui font que le coeur s'alourdit en augmentant de densité.

[bongo1981]

81 000 m^3, c'est le volume d'une sphère de 40 mètres de rayon (à 4/3 pi près ). (à chaque seconde).
Et pour le calcul sur la vie totale du soleil tu fais comment ? (j'ai compté 3e17 secondes dans 10 milliard d'années).
Sûr de tes chiffres ?

[pioulee]

0.135 kg/cm3 n'est pas une pression mais une masse volumique

et tu dois diviser la masse par la masse volumique pour avoir un volume

600 000 000 000 / 0.135 => 4 444 444 444 444 Cm3

Volume d'une boule 4/3*PI*R3, ton calcul est donc faut 81 000 m3 n'est pas le volume d'une sphere de 53km de diametre

En effet, petite erreur, les unité sont bien en kg/cm2 et non en kg/cm3

[pioulee]

81 000 m^3, c'est le volume d'une sphère de 40 mètres de rayon (à 4/3 pi près ). (à chaque seconde).
Et pour le calcul sur la vie totale du soleil tu fais comment ? (j'ai compté 3e17 secondes dans 10 milliard d'années).
Sûr de tes chiffres ?

A priori, pas d'erreur sur les 10 milliards d'année, étant donné que 31*536x10^13 = 3.1536x10^17

[adagio]

Heu ... au coeur du soleil 0.135 kg/cm² ? ca doit etre bien plus important que ca (intuitivement).

et ensuite déduire un volume a partir d'une pression et bien plus compliqué que cela, pour les gaz parfait j'ai souvenir d'une formule du genre PV=nRT, mais je doute que cela soit applicable au coeur du soleil.

Bref ta copie est a revoir

[pioulee]

Encore une erreur, devais surement pas être reveillé hier

selon l'info trouvé ici :
http://www.terre-nature.fr/pages_web/sciences/astronomie/Schema_astro/schema_astro_soleil_densite_temperature.htm

La densité au coeur est estimée à 0.135 kg/cm3, ce n'etais pas la pression.

mon calcul est donc relativement simple, puisqu'il utilise la densité pour calculer le volume utilisé chaque seconde (si on fait l'impasse des lois physiques complexes autres)

[adagio]

oui mais bon t'as quand meme un probleme d'application numerique aussi ...

Car si tes chiffres sont correct, quand je calcul ca me donne une sphere de 100 metres de rayon par seconde... pas 53 Km

[pioulee]

Après recalcul :

Voila mes valeurs de départ pour finalement un calcul tout simple (trouvé un peu partout dans la littérature et sur le net) :
- 600 millions de tonnes d'hydrogène transformées par seconde
- pression dans le coeur solaire 0.135 kg/cm3

4.444*10^12 cm3 d'hydrogène transformé par seconde, soit 4'444'444 m3, on obtient approximativement une une boule d'environ 204 m de diamètre.

Sur la durée de vie du soleil, estimée à 10 milliards d'années (31'536 x 10^13 secondes), la consommation totale, en volume devrais etre de 1.402x 10^24 m3, soit une sphère d'environ 70'000'000 m de rayon.
Une sphère de 140'000 km de diamètre, environ 0.102 fois le rayon apparent du soleil (1'380'000 km).

[basstemperature]

0.135 kg par cm3, ça fait du 135 tonnes le mètre cube environ ...

Ne pas oublier qu'un centimètre cube est le millionième du mètre cube ! Si on prend conscience de cette conversion, on se dit que c'est suffisament lourds du coup ...

sur Wiki ils parlent de 150 000 kg par m3 soit 150 tonnes, donc bon ça doit je pense varier selon certaines valeurs observées pour ce faire ...

sachant sur terre une roche moyenne au mètre cube fait dans les 2 a 3 tonnes si c'est pas 4 ... C'est respectable !

Mais ça parait peu, par rapport au niveau de masse qu'atteint la simple naine blanche a la mort d'une étoile du genre ou la, le moindre cm3 pèse des tonnes, et c'est encore rien comparé a l'état de l'étoile a neutron ou c'est en milliers de tonnes le cm3 ...

Je pensais pas que le travail de contraction de la géante rouge était si sévère pour le coeur de l'étoile, j'aurais pensé que le coeur atteint bien avant les contractions des niveaux de masses bien plus élevé en son coeur, pour qu'après les contractions donnent une naine blanche qui est déja a un niveau d'ultra densité ... Mais pas suffisante pour devenir neutron' star et danser le rock roll en pulsant comme une bète de scêne. A moins que l'enrichissement en hélium, puis en carbone du coeur fait accélerer nettement l'élévation de densité de ce coeur avant les contractions ?

[pioulee]

Ne pas oublier que la majorité de l'espace occupée par la matière "ordinaire" est du vide...

[adagio]

L'augmentation de densité tres forte qui se produit pour le etoiles a neutron, se produit lorsque la pression des reaction de fusion chute et que la gravité prend le dessus.
Pendant que l'etoile brille se sont justement ces reaction qui maintienent une pression "faible" au coeur, en empechant la gravité de prendre le "pouvoir". C'est en fait un system en equilibre, assez de densité pour produire la chaleur necessaire aux reactions nucleaires, qui elles memes exercent la pression necessaire pour eviter l'efondrement.

C'est beau la nature

[basstemperature]

Oui mais bon, disons a ce niveau de densité apparemment plutôt relative comparée aux densités des naines blanches (je veut dire toutes les naines blanches jusqu'a l'étoile a neutron voir l'étoile étrange si un jour elle est observée et confirmée) qui pourtant ne sont que le fossile du coeur de l'étoile d'origine ...

Les photons ricochent dans le coeur de l'étoile dans sa phase "normale" de vie, comme le soleil actuellement, pendant 1 millions d'années environ pour parvenir a en "sortir", bien qu'en vérité ils sortent pas vraiment, mais transfèrent de l'énergie pour créer d'autres photons ect ... Enfin pour la plupart, j'imagine que quelques uns parviennent a réellement sortir sans avoir passé par un transfert d'énergie ...

Je ne pensais pas qu'un niveau de densité a 150 tonnes le mètre cube, était suffisant a cela en vrai, évidement après on se dit bah logique, sur terre la plupart des matières solides a densité faible ou moyenne sont opaque et ne permettent pas de faire passer des photons ... Mais bon si on fait chauffer ses matières au point qu'elles dégagent des photons par refroidissement comme un filament d'ampoule par exemple ou de la lave de volcan, métal en fusion ect (les photons sont produits par le retour automatique des électrons a une orbite plus basse, la chaleur fait augmenter le rayon d'orbite des électrons autour des noyaux, mais la force qui les maintient en orbite électromagnétique, lui impose au bout d'un moment de revenir vers une orbite normal, ou tout du moins de dissiper l'énergie pour pas que l'électron devienne libre : cette énergie est expulsée sous forme de photon, d'ou le fait qu'un matériaux a haute t° a partir d'environ 600-700° devient lumineux)

Ses matières sont opaques, mais rien n'empeche le transfert d'énergie depuis le coeur : d'ou le rayonnement lumineux a la surface de la propre chaleur a cette surface, comme l'apport d'énergie via les photons dégagé depuis le coeur de se morceaux de matière chauffé : les 2 s'additionnent donc pour expliquer la quantité de lumière dégagée par cette masse lambda de matière, l'énergie au coeur de ce morceau est quasi instantanément resitué a la surface via transfert non ?

Disons que a une densité environ 100x supérieur comme le coeur du soleil, j'aurais pensé que ça ne changeait pas grand chose dans l'ordre de grandeur de restitution de l'énergie, d'ou le fait que si les photons mettaient 1 millions d'années pour effectuer en moyenne leur transfert d'énergie du coeur de l'étoile vers le manteaux de l'étoile, alors je pensais que dans ce cas la densité aurait été largement supérieur a 100x les densités moyenne qu'on connait chez nous sur terre des matériaux ...

Sans parler de pression ou pas d'équilibre entre gravité et rayonnement ...

[bongo1981]

Heu ... au coeur du soleil 0.135 kg/cm² ? ca doit etre bien plus important que ca (intuitivement).

et ensuite déduire un volume a partir d'une pression et bien plus compliqué que cela, pour les gaz parfait j'ai souvenir d'une formule du genre PV=nRT, mais je doute que cela soit applicable au coeur du soleil.

Bref ta copie est a revoir

Déjà ce n'est pas une masse volumique kg/m^3 donc...

[bongo1981]

Le chiffre à retenir c'est la quantité d'hydrogène transformée en hélium. C'est environ 10% du total. (pas besoin de passer par une densité, pour calculer un volume pour ensuite diviser par un volume (et donc simplifier par la densité en plus). Il suffisait de diviser la masse convertie pendant la durée de vie du soleil par la masse du soleil...

[pioulee]

Le chiffre à retenir c'est la quantité d'hydrogène transformée en hélium. C'est environ 10% du total. (pas besoin de passer par une densité, pour calculer un volume pour ensuite diviser par un volume (et donc simplifier par la densité en plus). Il suffisait de diviser la masse convertie pendant la durée de vie du soleil par la masse du soleil...

oui, c'est prendre le calcul dans l'autre sens
mais ce qui m'interessais le plus, c'etais d'imaginer le volume transformé chaque seconde.
Pour mon "petit" cerveau de terrien, je trouvais ca bien plus parlant et plus facile à imaginer