Propriétés des fluides Flashcards
Quelle est la masse volumique du sang ?
1020 kg.m-3
Pour tous les liquides (fluides incompressibles), le volume est sensible aux variations de pression et de température. Vrai ou faux ?
Faux: volume est pratiquement insensible aux
variations de pression.
Or, le volume augmente quand la température augmente
(mais de manière moindre par rapport aux
gaz)
ATTENTION:
L’eau fait exception à la règle au-dessous de 4°C, à cause de la structure particulière de la molécule d’eau
(liaisons H)
Peut-on écrire rho 0 = rho x PTo / PoT ?
Faux; c’est plutôt rho = rho 0 x PTo / PoT (j’ai PeTe haut o sur le PoT)
donc rho 0 = rho x Pot/ PTo
L’unité du coefficient de tension superficielle est le Pa.s-1
FAUX:
σ en N/m
C’est LA VISCOSITE qui est en Pa.s
μ en Pa.s ou Kg/m/s
1 Pa.s =….Po
1 Pa.s =10 Po
1 Pa.s = 1 kg.m-2.s-2 ?
Faux: 1 Pa.s= 1 kg.m-1.s-1 (1 kg/m/s)
Quel est l’élément de référence pour un liquide ?
L’eau, a 4 degrés C sous 1013 mbars
avec ρ= 1000 kg.m-3= 1 g.cm-3
Le flacon pycnomètre permet de donner une mesure relative de la masse volumique pour les liquides.
Vrai (avec rho = m/m eau x rho eau)
Quelles sont les deux autres methodes pour la mesure de la masse volumique pour les liquides?
En plus du flacon pycnometre;
- Densimetre ou aerometre (mesure absolue);
- Tube en U (rho x h = rho’ x h’)
Dans quels cas on utilise des facteurs correctifs pour la masse volumique ?
Cas des gazs reels qui se rapprochent des gazs parfais dans certaines conditions
Masse volumique et viscosité sont 1000 fois plus importantes chez les liquides que chez les gaz ?
Vrai
La force de traction // a … et inversement // a..?
F(traction) // vitesse
// A. vo/e
// 1/eQuand a lieu un écoulement laminaire ?
Quand la vitesse vo n’est pas très importante et que le fluide se déplace sans se mélanger, en couches minces parallèles (cf ex miel et feuille alu)
Un liquide au repos peut subir le phénomène de viscosité
Faux, la viscosité ne concerne QUE les fluides en mvt
Definir les frottements
Forces d’attractions intermoleculaires de type electrostatiques qui s’opposent au mvt des molecules les unes par rapp aux autres
En vecteurs : F (traction)+ F (frottements) =m. dv/dt= vecteur nul lorsque la force motrice est cste
Vrai; si la force motrice est cst, la vitesse est cste et donc la derivee d’une constante=0
F(traction) // -A. vo/e
// A. dv/dyFaux, attention aux signes:
F(traction) // +A. vo/e
// -A. dv/dy
La loi de Newton permet d’exprimer la contrainte tangentielle de cisaillement permet de s’affranchir du parametre surface (A). Quelle est sa formule?
to= F/A = -μ. dv/dt
Rappel:
F(traction)=F (frottement)= -μ.A.dv/dt
μ=coef proportionnalite=coef viscosite
μ= to/(dv/dt)
La viscosite est independante de to pour les fluides non newtoniens
Faux, visco independante de to pour les fluides newtoniens !
Newton etait un homme independant hh
Faire graphique qui correspond aux fluides newtoniens et aux fluides non newtoniens
cf cours
Pour les liquides non newtoniens pseudoplastiques ou rheofluidifiants, la visco diminue quand la contrainte tangentielle de cisaillement augmente
Vrai
(to= k. I gradient de vitesse I^n) avec k coef de proportionnalité comme μ, ici appelé indice de consistance
Pour les liquides non newtoniens pseudoplastiques ou rheofluidifiants, n>1
Faux,
n<1 pour les pseudoplastiques/ rheofluidifiants
n>1 pour les fluides dilatants/ rheoepessisants
Comment varie la visco avec to pour les fluides dilatants ?
Quand la contrainte tangentielle de cisaillement augmente, la visco augmente.
L’écoulement des fluides rheoplastiques nécessite un seuil minimal de contrainte
Vrai
La viscosité varie beaucoup avec la pression
Faux, elle ne varie que tres peu;
Son augmentation est nette avec de tres grandes pressions :
pour les liquides 40 bars et pour les gaz 20 bars
Si on ne connait pas k (cste de proportionnalite pas de consistance), on peut mesurer relativement la viscosite grace a un viscosimetre a mobiles tournants
Vrai, mais de base le viscosimetre a mobiles tournants permet une mesure absolue
Donner les caractéristiques d’un viscosimètre a tournants mobiles
- Le liquide peut être newtonien ou non
- Permet une mesure absolue avec la formule μ= k. α/N avec N vitesse moteur, α l’angle de rotation du cylindre dans le liquide avec les frottements visqueux
NB la température du liquide doit être maintenue constante
Quels sont les autres méthodes (en plus du viscosimètre a tournants mobiles) pour la mesure de la viscosité?
-Viscosimetre a ecoulement laminaire (pas tres precis car il donne une valeur relative, avec etalonnage–> viscosite d’Otswald)
-Viscosimetre a chute de bille :
μ= k. (ρ (bille) - ρ(liquide) ) . R^2. Δt/L .g avec L longueur du tube
Le contrôle de la température est crucial pour la mesure de la viscosité
Vrai, il faut qu’elle soit maintenue constante
Tout liquide tend a augmenter spontanément sa surface libre
FAUX: tout liquide tend a DIMINUER spontanément sa surface libre (cf phénomène de coalescence : deux gouttes d’eau a cote l’une de l’autre vont vouloir se rassembler pour former qu’une seule goutte et donc elles vont diminuer ainsi leur surface libre)
Les molecules de surfaces sont soumies,contrairement aux molecules de volumes, a une force resultante descendante qui les appuye, permettant la formation d’une membrane tendue a la surface. De combien varie l’epaisseur qui vient compresser les molecules?
De 1 a 100 nm.
Comment peut-on augmenter la surface libre d’un liquide?
Il faut vaincre la force R, donc fournir de l’energie : travail dW= σ. dA d’une force F tangente a la surface, appliquee sur une longueur L pour produire la mm variation; F=σ.L
Quelle est la difference entre tension superficielle et tension interfaciale?
Tension superficielle: interface liquide-gaz
Tension interfaciale: interface liquide-liquide (non miscibles)
σ depend de la nature des fluides en contact, de la nature des gaz et de la temperature.
Faux, σ ne depend peu de la nature du gaz.
NB: σ diminue quand T augmente
σ=σ (o) x (1- βT)
vrai (σ (o) et β sont des constantes)
σ est liée aux impuretés (volume et surface) et a la chaleur latente de vaporisation (énergie a fournir pour passer de l’état liquide a l’état gazeux et donc a vaincre les force d’interactions)
Vrai
La tension superficielle crée la surpression, mais elle
la compense aussi puisque la tension superficielle fait que la membrane du liquide est une membrane élastique qui compense la
surpression
Vrai
Dans le cas d’une surface spherique: pression interieure< pression exterieure
Faux: pression interieure > pression exterieure
Si on a un angle de raccordement θ < pi/2 alors le verre est très sale
Faux,
Si θ< pi/2 alors verre sale (l’eau s’etale de facon incomplete)
Si θ> pi/2 alors verre tres sale, l’eau ne mouille pas le verre
Si θ n’existe pas, alors mouillabilite parfaite (cf alcool avec loi de jurin, ascension capillaire)
S’il y a apparition d’un ménisque, le mouillage est imparfait
Vrai
La montée en hauteur de l’eau lorsqu’on plonge un solide dedans est inversement // a la tension superficielle et // au poids soulevé. Donner la formule de h.
Faux: // tension superficielle
Inversement // masse volumique
h= 2σ/ ρgd x cos θ ou h=2σ/ρgr x cos θ
ATTENTION: on n’inclut pas le cos θ dans le cas d’un mouillage parfait
Si on se referrait a la circulation du sang dans un capillaire, comment pouvons-nous définir le mouillage imparfait? Y a t-il un cas ou il n’y a pas de mouillage ?
Montée du sang dans le capillaire (montée pression)= mouillage imparfait
Descente du sang dans le capillaire (dépression)=PAS de mouillage
Méthode de mesure de tension superficielle :
Quelle est la méthode la plus précise ? La moins précise ? La méthode de mesure relative ?
La plus precise: methode de l’anneau
La moins precise: methode du tube capillaire (on utilise la formule de la loi de jurin h= 2σ/ ρgr x cos θ et on isole σ) NB: Il faut que h et r soit précis
Mesure relative: methode du stalagmometre (compte-goutte)
