View
234
Download
6
Category
Preview:
Citation preview
Chapitre 2 : tension de surface
Mécanique des fluides
Module 2.4 : Tension de surface et gravité
Christophe Ancey, François Gallaire et Marco Ramaioli
2 Mécanique des fluides
• Notion de tension de surface • Interprétation comme énergie de surface
• Interprétation comme force de tension
• Loi de Laplace
• Mouillage: Loi de Young
• Tension de surface et gravité
• Effets Marangoni • Thermo-capillarité
• Molécules tensio-actives
Chapitre 2 : Tension de surface
3 Mécanique des fluides
Forme d’une [petite] goutte posée sur un substrat
La goutte adopte une forme de calotte sphérique pour
minimiser son énergie de surface et pour satisfaire la
condition de mouillage
4 Mécanique des fluides
Forme d’une [petite] goutte posée sur un substrat
La goutte adopte une forme de calotte sphérique pour
minimiser son énergie de surface et pour satisfaire la
condition de mouillage
5 Mécanique des fluides
Forme d’une [grosse] goutte posée sur un substrat
La goutte prend une forme de flaque
6 Mécanique des fluides
Forme d’une goutte posée sur un substrat
Energie de surface
Energie potentielle
h
7 Mécanique des fluides
Forme d’une goutte posée sur un substrat
Energie de surface
Energie potentielle
h
Si
>
8 Mécanique des fluides
Forme d’une goutte posée sur un substrat
Energie de surface
Energie potentielle
h
Si
>
calotte sphérique
9 Mécanique des fluides
Forme d’une goutte posée sur un substrat
Energie de surface
Energie potentielle
h
10 Mécanique des fluides
Forme d’une goutte posée sur un substrat
Energie de surface
Energie potentielle
h
Si
<
11 Mécanique des fluides
Forme d’une goutte posée sur un substrat
Energie de surface
Energie potentielle
h
Si
<
flaque
12 Mécanique des fluides
Longueur capillaire
longueur capillaire
2.7mm pour eau/air
Hauteur de ménisque Taille maximale d’une goutte qui
“tient” par capillarité
Taille d’une goutte d’un robinet qui fuit Taille d’une goutte de pluie
13 Mécanique des fluides
Ascension capillaire
Lorsque l’on met en contact un tube capillaire dans un bain liquide,
le liquide monte dans le tube, pourquoi?
14 Mécanique des fluides
Hydrostatique
z
0
15 Mécanique des fluides
Montée capillaire
16 Mécanique des fluides
Montée capillaire
liquide
gaz
solide
Angle de mouillage
17 Mécanique des fluides
Angle de mouillage (rappel)
θ
Loi de Young
liquide
gaz
solide
Angle de mouillage
θ r
18 Mécanique des fluides
Angle de mouillage (rappel)
θ
Loi de Young
liquide
gaz
solide
Angle de mouillage
θ r θ
19 Mécanique des fluides
Angle de mouillage (rappel)
θ
Loi de Young
liquide
gaz
solide
Angle de mouillage
θ r θ
r/cos(θ)
20 Mécanique des fluides
Angle de mouillage (raisonnement en énergie)
7
21 Mécanique des fluides
Angle de mouillage (raisonnement en énergie)
7
22 Mécanique des fluides
Angle de mouillage (raisonnement en énergie)
7
23 Mécanique des fluides
Angle de mouillage (raisonnement en énergie)
7
24 Mécanique des fluides
Inflence de l’angle de mouillage
8
eau mercure
25 Mécanique des fluides
Forme d’une goutte de pluie
Poids
Traînée
λ : longueur capillaire, 3mm eau/air
Recommended