Viscosité Flashcards
La viscosité d’un liquide est la ___________________________________.
résistance qui s’oppose au déplacement d’une partie de sa masse à une autre partie.
La viscosité est une résistance ___________________________________________________.
à l’écoulement se produisant dans la masse d’une matière et se produit chaque fois que les couches voisines d’un même fluide sont en mouvement : un gradient de vitesse.
On considère que le liquide est constitué par un _________________________.
empilement de lames parallèles
Les forces de frottement que subit un liquide qui s’écoule sont égales à: ____________________.
F=η.S.dv/dx
η: Coefficient de viscosité;
S: Surface;
dv/dx: Gradient de virtesse
Le coefficient de viscosité η se calcule ainsi: ______________.
η= F/S . dx/dv
Unité de mesure de viscosité dans le système MKSA: ________________
η=pascals . s = 1 poiseuille ou η=kg.s-1.m-1
Facteurs influençant la viscosité: ___________ et ________________.
Nature du fluide: ηgaz < ηliquide
Température.
La contrainte du frottement est égale à _________.
I=F/S
Relation entre contrainte du frottement et viscosité: ___________________.
I=F/S=η.S.dv/dx=η.dv/dx
La relation I=η.dv/dx met en évidence l’effet de frottements qui est proportionnel
à 2 paramètres : _____________ et ________________.
- Le coefficient de viscosité η.
- La dérivée de la vitesse v du fluide v’(x) .
Le classement des écoulements se fait en fonction de ______________________.
évolution de dv/dx en rapport avec la variation de contrainte I
Ecoulement normal newtonien : ______________________________________.
Écoulement d’un liquide où la viscosité ne dépend pas de la contrainte elle est constante tel que l’eau , l’air.
Ecoulement non newtonien présente deux cas: ___________________ et ________________________.
- De type pseudo plastique ou rhéofluidisant (sirop , graisse, émulsion); viscosité diminue si la contrainte augmente;
- De type rhéoépaississant ou substance dilatante.
Caractéristiques d’un écoulement rhéoépaississant: ___________________ et ___________________.
- Viscosité augmente lorsque le fluide augmente de volume sous l’effet d’une déformation : suspension aqueuse d’amidon , talc;
- Doué de rigidité qui ne se produit qu’au-delà d’une certaine contrainte Ic.
Viscosité dynamique caractérise la résistance à l’écoulement __________ d’un fluide _______________.
laminaire d’un fluide incompressible
La viscosité dynamique est indépendante du gradient de vitesse. (V/F)
V
La viscosité dynamique est fortement dépendante de ______________.
Température
La viscosité cinématique: ________________.
η(cin) = η(dy)/ρ
ρ: masse volémique
L’unité de mesure dans le système CGS de la viscosité cinématique est le ________.
Stokes
10 stokes=10^-4 m^2.s-1
Il existe deux régimes d’écoulement: ___________ et ___________.
Régime laminaire;
Régime turbulant.
Principe du régime laminaire: _______________________________________.
Lorsque la vitesse d’écoulement est faible , la partie axiale colorée ne se mélange pas avec la partie périphérique. Le liquide se déplace par lames concentriques qui glissent les unes contres les autres.
Principe du régime turbulant: _______________________________________.
Lorsque la vitesse d’écoulement du liquide est importante, apparaîtront des tourbillons ; soit les molécules de la partie axiale se mélangeront avec celle de la partie périphérique.
Nombre de Reynolds permet de ______________________.
préciser le régime d’écoulement
Nombre de Reynolds est égal à: _______________________.
R=ρ.V.D/η=Force inertie/Force viscosité
V: vitesse moyenne;
η: viscosité du liquide;
ρ: masse volumique;
D: diamètre de la canalisation dans le cas d’un tube cylindrique.
Si Re < 2400 : le régime est dit ______________.
laminaire
Si Re > 10 000 : le régime est dit ______________.
turbulent
Si 10 000 > Re > 2400 : le régime est appelé_____________.
transitoire
La loi de Poiseuille: ________________________.
D = π . ΔP. r^4 /8.η.l
D: Débit volumétrique (m3/s);
ΔP: Pression motrice=ρ.g.h (N/m2);
r: rayon du capillaire (m);
l: longueur du capillaire (m);
η: Viscosité du liquide (Poiseuille).
La vitesse moyenne d’écoulement est égale à __________________________.
V=D/S= π . ΔP. r^4 /8.η.l.π.r^2=ΔP. r^2 /8.η.l
La loi de Stokes: ________________________.
V=2.r^2/9η . (ρ-ρo) . g
V : vitesse de chute la bille sphérique;
r : rayon de la bille;
ρ : masse volumique de la bille;
ρ0: masse volumique du liquide;
η : Viscosité du liquide.
Le viscosimètre d’Ostwald sert à mesurer la ___________ en exploitant la loi de _____________.
viscosité relative;
Loi de Poiseuille.
Principe du viscosimètre d’Ostwald: _____________________________________.
On compare le temps d’écoulement d’un même volume de liquide de référence et d’un liquide inconnue de densité donnée.
Viscosimètre d’Ostwald
Viscosité relative d’un liquide donnée: ______________________.
η1 = ηo.ρ1.t1/ρo.to
Le Viscosimètre de Hoppler dépend de la loi de _____________.
Stokes
Principe du Viscosimètre de Hoppler: _________________________________.
A l’aide du chronomètre , on mesure le temps que met la bille de rayon ( r ) pour parcourir la distance (h)
v=h/t=2/9 * r^2/η (ρ-ρo) * g
Mesures relatives par Viscosimètre de Hoppler: ________________________.
v1/vo=to/t1=ηo* (ρ-ρ1) / η1* (ρ-ρo)
La viscosité d’un liquide est mesurée par rapport à celle de _______ à une même ____________.
l’eau;
température.
Le viscosimètre de Couette permet de déterminer la viscosité (η) sans ________et d’affirmer si le ______________________.
étalon;
liquide est Newtonien ou pas.
Le viscosimètre de Couette se compose de: _______________________, _______________________, __________________________ et ___________________________.
- Cylindre externe de rayon R2 tournant à la vitesse angulaire constante ω2 (rad/s); - Cylindre interne de rayon R1 fixe, de hauteur (h) lié à un fil de torsion;
- Entre ces 2 cylindres on place le liquide à étudier de viscosité η;
- L’espace où se trouve le liquide est faible, on le note e = R2 –R1.
Le viscosimètre de Couette
On va étudier la _________________ des couches de liquide en fonction de la distance par rapport à la__________ de l’axe central.
vitesse rectiligne (m/s);
distance « r ».
Le viscosimètre de Couette
Le cylindre interne est tourné par les ____________________.
forces de viscosité
Le viscosimètre de Couette
Moment de force = ___________________________.
Force x distance par rapport à l’axe
Le viscosimètre de Couette
Le fil de torsion va donc tourner angle θ et il y aura équilibre quand les moments des forces de frottement et celle du ____________ seront égaux.
couple de torsion
Γ=Fvisc.R1=C.θ
Le viscosimètre de Couette
La vitesse rectiligne est égale à _______________.
v=r.ω
Le viscosimètre de Couette
La couche la plus externe du liquide est animée d’une vitesse angulaire ω qui est celle du____________________ donc quand r=R2 ==>
cylindre externe de rayon R2;
v2=R2.ω
Le viscosimètre de Couette
Au moment ou le cylindre intérieur s’équilibre la vitesse angulaire ω de la couche de liquide qui adhère à sa surface ____________.
s’annule
quand r=R1,ω=0
Pour vérifier qu’un liquide est Newtonien , il suffit de varier ____________si la valeur de la viscosité η _______________ on dit que le liquide est Newtonien.
ω2 (changement de contrainte) ;
ne change pas
Le viscosimètre de Couette
Equation générale: _______________________________________.
η= C.θ/2π.ω2.h . R2-R1/R1.R2
C : Constante du fil de torsion ( N.m/rad)
θ : angle de rotation (rad)
R1 : rayon du cylindre interne (m)
R2 : rayon du cylindre externe (m)
ω2 : vitesse angulaire du cylindre externe(rad/s)
η : Viscosité du liquide à étudier (N/m2 .s)
h : Hauteur du cylindre interne (m)
Une suspension idéale : suspension de __________________..
particules sphériques
Dans un milieu de viscosité ηo , de volume relatif de la suspension est Ф, la viscosité globale de la suspension est donnée par la formule : ________________.
η=ηo(1+kΦ) (Relation d’Einstein)
On définit alors la viscosité relative ou apparente: ______________.
ηr=η/ηo=1+kΦ
Φ=______________________/____________________.
Φ=Volume de macromolécule/volume de la solution
Conditions de validité de la relation d’Einstein: _____________, ___________, __________, ______________.
La particule doit être: sphérique, indéformable, parfaitement mouillée, peu concentrée
ηsang=______________________.
ηsang=ηplasma (1+2.6Φ)
Φ=Hématocrite=volume GR/volume sang
ηplasma= ________________________.
ηplasma= η eau (1+k1Φ1+k2Φ2+…)
Détermination de la masse molaire moyenne d’un polymère - principe: __________________________________________________________.
On dissout l’échantillon dans un solvant approprié;
On réalise plusieurs concentrations de cet échantillon;
On mesure alors le temps d’écoulement dans le viscosimètre d’Ostwald pour toutes les solutions préparées ainsi que le solvant pur;
Les solutions étant peu concentrées on considère les masses volumiques toutes égales à celle du solvant pur;
On mesure la viscosité spécifique de chacune des solutions;
Viscosité spécifique réduite: ________________________.
ηsp.red=η.sp/C
ηsp/C=t-t0/t0.C
Viscosité intrinsèque: ______________________.
[η]=lim η.sp/C
quand C –> 0
