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Biophysique > Viscosité > Flashcards

Viscosité Flashcards

1
Q

La viscosité d’un liquide est la ___________________________________.

A

résistance qui s’oppose au déplacement d’une partie de sa masse à une autre partie.

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2
Q

La viscosité est une résistance ___________________________________________________.

A

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.

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3
Q

On considère que le liquide est constitué par un _________________________.

A

empilement de lames parallèles

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4
Q

Les forces de frottement que subit un liquide qui s’écoule sont égales à: ____________________.

A

F=η.S.dv/dx

η: Coefficient de viscosité;
S: Surface;
dv/dx: Gradient de virtesse

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5
Q

Le coefficient de viscosité η se calcule ainsi: ______________.

A

η= F/S . dx/dv

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6
Q

Unité de mesure de viscosité dans le système MKSA: ________________

A

η=pascals . s = 1 poiseuille ou η=kg.s-1.m-1

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7
Q

Facteurs influençant la viscosité: ___________ et ________________.

A

Nature du fluide: ηgaz < ηliquide
Température.

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8
Q

La contrainte du frottement est égale à _________.

A

I=F/S

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9
Q

Relation entre contrainte du frottement et viscosité: ___________________.

A

I=F/S=η.S.dv/dx=η.dv/dx

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10
Q

La relation I=η.dv/dx met en évidence l’effet de frottements qui est proportionnel
à 2 paramètres : _____________ et ________________.

A
  • Le coefficient de viscosité η.
  • La dérivée de la vitesse v du fluide v’(x) .
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11
Q

Le classement des écoulements se fait en fonction de ______________________.

A

évolution de dv/dx en rapport avec la variation de contrainte I

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12
Q

Ecoulement normal newtonien : ______________________________________.

A

Écoulement d’un liquide où la viscosité ne dépend pas de la contrainte elle est constante tel que l’eau , l’air.

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13
Q

Ecoulement non newtonien présente deux cas: ___________________ et ________________________.

A
  • De type pseudo plastique ou rhéofluidisant (sirop , graisse, émulsion); viscosité diminue si la contrainte augmente;
  • De type rhéoépaississant ou substance dilatante.
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14
Q

Caractéristiques d’un écoulement rhéoépaississant: ___________________ et ___________________.

A
  • 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.
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15
Q

Viscosité dynamique caractérise la résistance à l’écoulement __________ d’un fluide _______________.

A

laminaire d’un fluide incompressible

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16
Q

La viscosité dynamique est indépendante du gradient de vitesse. (V/F)

A

V

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17
Q

La viscosité dynamique est fortement dépendante de ______________.

A

Température

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18
Q

La viscosité cinématique: ________________.

A

η(cin) = η(dy)/ρ

ρ: masse volémique

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19
Q

L’unité de mesure dans le système CGS de la viscosité cinématique est le ________.

A

Stokes
10 stokes=10^-4 m^2.s-1

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20
Q

Il existe deux régimes d’écoulement: ___________ et ___________.

A

Régime laminaire;
Régime turbulant.

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21
Q

Principe du régime laminaire: _______________________________________.

A

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.

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22
Q

Principe du régime turbulant: _______________________________________.

A

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.

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23
Q

Nombre de Reynolds permet de ______________________.

A

préciser le régime d’écoulement

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24
Q

Nombre de Reynolds est égal à: _______________________.

A

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.

25
Q

Si Re < 2400 : le régime est dit ______________.

A

laminaire

26
Q

Si Re > 10 000 : le régime est dit ______________.

A

turbulent

27
Q

Si 10 000 > Re > 2400 : le régime est appelé_____________.

A

transitoire

28
Q

La loi de Poiseuille: ________________________.

A

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).

29
Q

La vitesse moyenne d’écoulement est égale à __________________________.

A

V=D/S= π . ΔP. r^4 /8.η.l.π.r^2=ΔP. r^2 /8.η.l

30
Q

La loi de Stokes: ________________________.

A

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.

31
Q

Le viscosimètre d’Ostwald sert à mesurer la ___________ en exploitant la loi de _____________.

A

viscosité relative;
Loi de Poiseuille.

32
Q

Principe du viscosimètre d’Ostwald: _____________________________________.

A

On compare le temps d’écoulement d’un même volume de liquide de référence et d’un liquide inconnue de densité donnée.

33
Q

Viscosimètre d’Ostwald
Viscosité relative d’un liquide donnée: ______________________.

A

η1 = ηo.ρ1.t1/ρo.to

34
Q

Le Viscosimètre de Hoppler dépend de la loi de _____________.

A

Stokes

35
Q

Principe du Viscosimètre de Hoppler: _________________________________.

A

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

36
Q

Mesures relatives par Viscosimètre de Hoppler: ________________________.

A

v1/vo=to/t1=ηo* (ρ-ρ1) / η1* (ρ-ρo)

37
Q

La viscosité d’un liquide est mesurée par rapport à celle de _______ à une même ____________.

A

l’eau;
température.

38
Q

Le viscosimètre de Couette permet de déterminer la viscosité (η) sans ________et d’affirmer si le ______________________.

A

étalon;
liquide est Newtonien ou pas.

39
Q

Le viscosimètre de Couette se compose de: _______________________, _______________________, __________________________ et ___________________________.

A
  • 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.
40
Q

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.

A

vitesse rectiligne (m/s);
distance « r ».

41
Q

Le viscosimètre de Couette
Le cylindre interne est tourné par les ____________________.

A

forces de viscosité

42
Q

Le viscosimètre de Couette
Moment de force = ___________________________.

A

Force x distance par rapport à l’axe

43
Q

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.

A

couple de torsion
Γ=Fvisc.R1=C.θ

44
Q

Le viscosimètre de Couette
La vitesse rectiligne est égale à _______________.

A

v=r.ω

45
Q

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 ==>

A

cylindre externe de rayon R2;
v2=R2.ω

46
Q

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 ____________.

A

s’annule
quand r=R1,ω=0

47
Q

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.

A

ω2 (changement de contrainte) ;
ne change pas

48
Q

Le viscosimètre de Couette
Equation générale: _______________________________________.

A

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)

49
Q

Une suspension idéale : suspension de __________________..

A

particules sphériques

50
Q

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 : ________________.

A

η=ηo(1+kΦ) (Relation d’Einstein)

51
Q

On définit alors la viscosité relative ou apparente: ______________.

A

ηr=η/ηo=1+kΦ

52
Q

Φ=______________________/____________________.

A

Φ=Volume de macromolécule/volume de la solution

53
Q

Conditions de validité de la relation d’Einstein: _____________, ___________, __________, ______________.

A

La particule doit être: sphérique, indéformable, parfaitement mouillée, peu concentrée

54
Q

ηsang=______________________.

A

ηsang=ηplasma (1+2.6Φ)
Φ=Hématocrite=volume GR/volume sang

55
Q

ηplasma= ________________________.

A

ηplasma= η eau (1+k1Φ1+k2Φ2+…)

56
Q

Détermination de la masse molaire moyenne d’un polymère - principe: __________________________________________________________.

A

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;

57
Q

Viscosité spécifique réduite: ________________________.

A

ηsp.red=η.sp/C

ηsp/C=t-t0/t0.C

58
Q

Viscosité intrinsèque: ______________________.

A

[η]=lim η.sp/C
quand C –> 0

59
Q
A

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