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Séance de cours

Tension de surface et mouillage : interfaces solide/liquide/gaz

Dans cours

PHYS-108: Physique générale : fluides et électromagnétisme

Le cours couvre deux grands chapitres de la physique: l'étude des fluides et l'électromagnétisme. Une introduction aux ondes est également faite pour pouvoir étudier les solutions des équations de l'hydrodynamique et des équations de Maxwell. ...

Description

Cette séance de cours couvre les concepts de tension de surface et de mouillage aux interfaces solide / liquide / gaz, y compris les angles de contact, les triples lignes et la loi de Laplace. Il discute de différents scénarios tels que le bon et le mauvais mouillage, le mouillage total et les situations non stationnaires. La séance de cours explore également les forces agissant sur la demi-sphère et la surpression à l'intérieur des ballons. De plus, il explore l'hydrophobicité de l'eau et la nature sphérique des surfaces, fournissant un aperçu de l'équilibre des forces et des principales valeurs de courbure. Des exemples pratiques impliquant du verre, du mercure, de l'air et du savon sont utilisés pour illustrer ces concepts.

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Enseignant·e

Christian Gabriel Theiler

Christian Theiler obtained his Master’s degree in physics from ETH Zurich in 2007 and his PhD from EPFL in 2011. He then joined MIT as a postdoctoral associate to work on the Alcator C-Mod tokamak. In 2014, he returned to EPFL as a EUROfusion fellow, to join the TCV tokamak team. Two years later, he was named Tenure Track Assistant Professor in Plasma Physics at EPFL. Christian’s research focuses on tokamak boundary physics and related diagnostic techniques. He has contributed to the understanding of the formation, propagation, and control of turbulent plasma structures, called blobs, and gained new insights on the structure of transport barriers in the plasma periphery in different high-confinement regimes. His current research focuses on detachment physics and turbulence characteristics in conventional and alternative divertor magnetic geometries.

Source officielle

Concepts associés (32)

Calotte sphérique

thumb|Une sphère et les deux calottes sphériques découpées par un plan En géométrie, une calotte sphérique est une portion de sphère délimitée par un plan. C'est un cas particulier de zone sphérique. Lorsque le plan passe par le centre de la sphère, on obtient un hémisphère. Cette surface de révolution sert de délimitant à deux types de solides : le secteur sphérique, portion de boule découpée par un cône le segment sphérique à une base, portion de boule découpée par un plan.

Mouillage (physique)

Le mouillage est le comportement d'un liquide en contact avec une surface solide. Il désigne d'une part la forme que prend le liquide à la surface du solide (mouillage statique) et la façon dont il se comporte lorsqu'on essaie de le faire couler (hystérèse, ancrage, mouillage dynamique). Ces comportements découlent des interactions intermoléculaires entre les molécules de liquide, solide et de gaz à l'interface entre les trois milieux. Ces interactions sont modélisées à l'échelle macroscopique via la tension superficielle.

Sphère

vignette|Rendu en fil de fer d'une sphère dans un espace euclidien. En géométrie dans l'espace, une sphère est une surface constituée de tous les points situés à une même distance d'un point appelé centre. La valeur de cette distance au centre est le rayon de la sphère. La géométrie sphérique est la science qui étudie les propriétés des sphères. La surface de la Terre peut, en première approximation, être modélisée par une sphère dont le rayon est d'environ .

Segment sphérique

En géométrie, un segment sphérique est le solide défini en coupant une boule avec une paire de plans parallèles. La surface du segment sphérique à l'exclusion des bases est appelée zone sphérique. Le segment sphérique est donc la partie de l’espace limitée par une zone sphérique et deux disques. Si le rayon de la sphère est appelé R, les rayons des bases des segments sphériques sont r1 et r2 et la hauteur du segment sphérique (la distance d'un plan parallèle à l'autre) appelée h, alors le volume du segment sphérique est : Lorsqu'un des plans est tangent à la sphère, on parle de segment sphérique à une base.

Trigonométrie sphérique

La trigonométrie sphérique est un ensemble de relations analogues à celles de la trigonométrie euclidienne mais portant sur les angles et distances repérés sur une sphère. La figure de base est le triangle sphérique, délimité non plus par des segments de droites mais par des arcs de demi-grands cercles de cette sphère. Les règles habituelles de la trigonométrie euclidienne ne sont pas applicables ; par exemple la somme des angles d'un triangle situé sur une sphère, s'ils sont exprimés en degrés, est supérieure à 180 degrés.

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Séances de cours associées (49)

Points de courbure et d'inflexion

Explore la courbure, les points d'inflexion et les fonctions angulaires dans les courbes planes, soulignant l'importance des points d'inflexion.

Géométrie hyperbolique

Introduit une géométrie hyperbolique, couvrant des espaces métriques complets, des isométries et une courbure gaussienne dans la dimension 2.

Coordonnées polaires : Position et vélocité

Explore les coordonnées polaires, la position, la vitesse et les vecteurs d'accélération dans les systèmes cartésiens et polaires, y compris les coordonnées cylindriques et sphériques.

Introduction aux éléments euclidiens

Introduit le 5ème postulat en géométrie euclidienne et explore les géométries non euclidiennes et leurs implications.

Curvature gaussienne et géodésiques

Explore la dérivée des longueurs de courbe, des déformations à extrémité fixe, des géodésiques, des typologies de points de surface et de la paramétrisation de sphère.

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Trigonométrie sphérique

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