« Cosmologie/Les perturbations cosmologiques » : différence entre les versions

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: <math>d P = \frac{\partial P}{\partial \rho} d \rho + \frac{\partial P}{\partial S} dS</math>
 
Fait intéressant, le terme <math>\frac{\partial P}{\partial \rho}</math> est, par définition, leproportionnel au carré de la vitesse du son <math>c_s</math> dans le fluide considéré. En effet, les formules nous disent que pour un gaz parfait, on a la relation suivante :
 
: <math>c_s^2 = \gamma \cdot \frac{P}{\rho} = \frac{k_B T}{\mu}</math>, avec <math>\gamma</math> le coefficient d'expansion adiabatique.
{{démonstration | contenu =
On peut trouver le carré de la vitesse du son à partir de la loi des gaz parfaits :
 
Dans ce qui suit, on négligera le coefficient d'expansion adiabatique <math>\gamma</math>, en supposant qu'il vaut 1. En notant <math>\alpha</math> le terme <math>\frac{\partial P}{\partial S}</math> et <math>c_s</math> la vitesse du son, on a :
:<math>P V = n k_B T</math>
 
Divisons par la masse du gaz :
 
:<math>P \frac{V}{M} = \frac{n}{M} k_B T</math>
 
Le terme <math>\frac{V}{M}</math> est le volume massique, à savoir l'inverse de la densité. De plus, le terme :<math> \frac{n}{M}</math> est l'inverse de la masse atomique <math>\mu</math>. On a donc :
 
:<math>\frac{P}{\rho} = \frac{k_B}{\mu} T = w</math>}}
 
En notant <math>\alpha</math> le terme <math>\frac{\partial P}{\partial S}</math> et <math>c_s</math> la vitesse du son, on a :
 
: <math>d P = c_s^2 \cdot d \rho + \alpha \cdot dS</math>