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Les objets rentrant dans l'atmosphère ne chauffent pas principalement à cause du frottement de l'air

« … mais à la compression de l’air devant. »


Ouais…
Mais la compression augmente juste les frottements entre les molécules elle-mêmes. C’est donc bien l’effet de frottement (qui n’est autre que le contact entre les molécules) qui est responsable de l’échauffement de l’ensemble.


À noter en plus que la température est directement liée à la vitesse de déplacement des molécules.
Dans l’air à 20°C, chaque atome se déplace en moyenne 1600 km/h* (oui, oui, sauf que chaque déplacement avant une collision avec un autre atome ne mesure que 10 nanomètres).

Un avion qui vole à 1600 km/h est donc heurté par des atomes dont certains vont à 1600 (vitesse de l’avion) + 1600 (vitesse de l’atome quand il va dans le sens contraire à l’avion) = 3200 km/h !
Et à cette vitesse, pas loin de Mach 1,3 (pour l’avion), l’échauffement est de l’ordre de 150°C parce qu’il est heurté par atomes volant à 3200 km/h (l’énergie cinétique des atomes est donc quadruplé, vu qu’elle est fonction du carrée de la vitesse)


Or une fusée ou une navette qui revient dans l’atmosphère, elle fait facilement du 20 000 km/h : l’échauffement est donc encore bien plus important et suffisant pour chauffer quelque chose au rouge.



* : cette vitesse dépend de la température et de la masse volumique du gaz. Or dans une pièce, la masse volumique du gaz ne change pas ; dans l’air c’est environ 29 g/m³ (moyenne sur l’O2 et le N2).

D’ailleurs, dans l’air, les atomes les plus rapides sont les plus légers : l’hélium et l’hydrogène sont donc les plus rapides. Tellement rapides en fait que leur vitesse est suffisante pour atteindre la vitesse de libération gravitationnelle : un atome d’hélium en haut de l’atmosphère peut donc se libérer dans l’espace et ne jamais retomber sur Terre. C’est une des raisons pour laquelle l’hélium est un élément si précieux sur Terre : si on le lâche dans l’air, il est perdu à jamais ! (alors que le néon, l’O2 ou les autres sont récupérables car restent attachés à notre planète).

(heu oui, l’air est un truc tout à fait passionnant, en fait ^^)
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