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Transparents (16 mb et 9 mb). http://home.scarlet.be/jyraty/student.htm. L’état liquide. Liquide macroscopique: matière qui s’écoule et adopte la forme du récipient. Liquide microscopique: - PowerPoint PPT Presentation
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Transparents (16 mb et 9 mb)
http://home.scarlet.be/jyraty/student.htm
L’état liquide
Liquide macroscopique: matière qui s’écoule et adopte la forme du récipient
Liquide microscopique: État désordonné de la matière ou les molécules / atomes en mouvement permanent sont liés par des forces de cohésion
Mouvement des atomes d’un liquide
Mouvement brownien Collisions entre molécules ~1020/sec
d est appelé libre parcours moyen ()
Rappel : R = 8.31 J/Mol.K
Application : diffusion d’un colorant
Soit un liquide : v = 100m/s
1012 collisions/s
En 1 seconde : d = 10-10m
N=1012 collisions
dNR
R=0.1mm !!!
Application : sortie d’un photon solaire
Soit un photon : v = 3 108 m/s
d ~ 10-2mt/pas ~ 3 10-11s
Doit parcourir R=7 108 m
Donc N ~ 5 1021
t=5000 ans !!!
Pression dans un liquide
Cohésion faible :
V(r) Erepulsive(r)
Eattractive(r)E de cohésion/molécule~ kT
Peu de résistance à la traction
forte résistance à la compression : Fluide simplifié ~ INCOMPRESSIBLE
requilibre
Pression dans un liquide
Les seules forces supportées par un liquide sont les forces de compressionLes forces tangentielles provoquent un ‘glissement des molécules’
Analogie : roulement à billes
Pression sur un élément de fluide
1. En un point du fluide la pression est unique et s’exerce dans toutes les directions
1. En un point du fluide la pression est unique et s’exerce dans toutes les directions
• La pression est indépendante de l’orientation de la surface• La forme du récipient ne joue aucun rôle
Principe de Pascal : Une variation de pression en un point se transmet intégralement en tout point du fluide
Interface rigide
Principe des vases communicants : • niveau du maçon• syphonnage d’un réservoir• château d’eau
Un fluide réel est compressible (P)
Note :P, T)
gHRT
Mpp
moy
moleexp0
GROSSEHypothèse…
P ?
vide
P = liquide g h
Expérience de Torricelli : manomètre à liquide
1 atmosphère = 760 Torr = 1013mbar = 1013 hPa = 1.013 105 N/m2
Poussée sur un corps immergé : Eureka
Le centre de gravité du volume de liquide (homogène) = centre de pousséen’est pas forcément celui du volume immergé solide
Centre de poussée
Principe d’Archimède…
Equilibre des corps flottants
Applications : Iceberg quille de bâteau dispositifs anti-roulis
Tension superficielle et capillarité
Grasp,Ulg
Les forces de cohésion minimisent la surface libre d’une goutte
SAW Travail à fournir pour augmenter la surface de S
Grasp,Ulg
SxlxFW 2
l
Fnormale Tension superficielle
SW
Chouette on sait faire des bulles…
Billes de mercure
Raccordement d’un liquide : adhérence et adhésion
air
solide liquide
Liquide mouillant
Liquide non mouillant
Par unité de longueur !
Surpression dans une bulle : formule de laplace
Des molécules voisines attirent vers le haut-> diminuent la pression de cohésion
p’’
p’M
Lame savonneuse dans du liquideÉpaisseur <<
4 : 2 surfaces2 : pour surface simple
222 cos)'''()'''( RpprppdFz
2cos4cos.2.2.2 RrldFor z
Différence de pression à la hauteur z
Forces de cohésion à cette hauteur
Pression plus faible sur surface concave-> ascension capillaire
cos/rR
eau mercure
Eau/verre : R positifMercure/verre : R négatif
R1 et R2 sont les rayons de courbure principaux :Une infinité possible -> le Rmax et le Rmin.
Jurin
Mesures de
bgxp
2 b = rayon de la bulle
Rayon maximum : b=r-> pmax
Formation d’une bulle au fond d’un tube
Méthode de l’anneau (balance de torsion)
Dynamique des fluides
V1 = composante normale de la vitesse à S1
= conservation du débit…
V1 S1=V2 S2
Théorème de Bernouilli
Plus simple :
cstemgHpVmv
2
2
Si Force conservative,oK Gravitation
Newton (par unité de volume)
Applications du Théorème de Bernouilli
Mesure de la vitesse d’un avion dp -> dv
Pourquoi les tornades font s’envoler les toits… ?
Applications du Théorème de Bernouilli
v grand -> p petit (<patm)
Applications du Théorème de Bernouilli
Applications du Théorème de Bernouilli
Applications du Théorème de Bernouilli
Flux laminaire vs Flux turbulent...?
Dépression
Cyclisme : casque goutte d’eau vs goutte d’EPO...?
Effet Magnus
Viscosité des fluides
Déplacement d’un corps dans un fluide visqueux
Loi de Poiseuille
Définition de la viscosité
Loi de Poiseuille
La viscosité provoque une perte d’énergie
Application de la loi de Poiseuille : mesure de
Viscosimètre d’Ostwald
Liquide de référence1, t1 (p’-p)
p1p2
Liquide inconnu2, t2
22
11
2
1
1
2
t
t
Q
Q