Séance de cours

Interface gaz-liquide : forces, pression et courbure

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Dans cours

CH-341: Physical chemistry of interfaces

Acquire an understanding of interfacial phenomena, micro-heterogeneous colloidal solution systems and dynamic electrochemistry. ...

Description

Cette séance de cours présente l'interface gaz-liquide, en discutant des forces attractives entre les molécules à moments dipôles permanents et les molécules apolaires. Il couvre le potentiel de Lennard-Jones, les surfaces liquides courbes et l'équation de Young-Laplace pour les bulles et les gouttelettes. Le concept de pression de vapeur sur les surfaces courbes, l'équation de Kelvin et la nucléation sont expliqués, ainsi que les mesures de mouillage, d'angle de contact et de tension de surface à l'aide des méthodes de la plaque Wilhelmy et de l'anneau Du Noy.

Enseignant·e

Rainer Beck

Expertise Experimental studies of chemical reaction dynamics at the gas/solid interface. We combine laser, molecular beams, and ultra-high vacuum surface science to probe surface chemistry under highly controlled conditions at the molecular level. Mission In our laboratory, we study the elementary steps of chemical reactions between gas-phase molecules and solid surfaces such as for example the chemisorption of methane on a nickel catalyst. We use molecular beams and laser radiation to probe the reaction pr

Source officielle

Proximité ontologique

Mathématiques

Géométrie: Géométrie différentielle

Concepts associés (21)

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.

Courbure

vignette|Le déplacement d'une Dictyostelium discoideum dont la couleur du contour est fonction de la courbure. Échelle : 5 μm ; durée : 22 secondes. Intuitivement, courbe s'oppose à droit : la courbure d'un objet géométrique est une mesure quantitative du caractère « plus ou moins courbé » de cet objet. Par exemple : dans le plan euclidien, une ligne droite est un objet à une dimension de courbure nulle et un cercle un objet de courbure constante positive, valant 1/R (inverse du rayon) ; dans l'espace euclidien usuel à trois dimensions, un plan est un objet à deux dimensions de courbure nulle, et une sphère est un objet à deux dimensions de courbure constante positive.

Tension superficielle

vignette|et aux gerridés de se déplacer à la surface d'une mare. La tension superficielle est un phénomène physico-chimique lié aux interactions moléculaires d'un fluide. Elle résulte de l'augmentation de l'énergie à l'interface entre deux fluides. Le système tend vers un équilibre qui correspond à la configuration de plus basse énergie, il modifie donc sa géométrie pour diminuer l'aire de cette interface. La force qui maintient le système dans cette configuration est la tension superficielle.

Courbure de Gauss

vignette|De gauche à droite : une surface de courbure de Gauss négative (un hyperboloïde), une surface de courbure nulle (un cylindre), et une surface de courbure positive (une sphère). vignette|Certains points du tore sont de courbure positive (points elliptiques) et d'autres de courbure négative (points hyperboliques) La courbure de Gauss, parfois aussi appelée courbure totale, d'une surface paramétrée X en X(P) est le produit des courbures principales. De manière équivalente, la courbure de Gauss est le déterminant de l'endomorphisme de Weingarten.

Courbure scalaire

En géométrie riemannienne, la courbure scalaire (ou scalaire de Ricci) est un des outils de mesure de la courbure d'une variété riemannienne. Cet invariant riemannien est une fonction qui affecte à chaque point m de la variété un simple nombre réel noté R(m) ou s(m), portant une information sur la courbure intrinsèque de la variété en ce point. Ainsi, on peut décrire le comportement infinitésimal des boules et des sphères centrées en m à l'aide de la courbure scalaire.

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Séances de cours associées (61)

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

Explore la tension superficielle, le mouillage et la loi de Laplace aux interfaces.

Géométrie hyperbolique

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

Modèles d'altitude : Variables dérivées

Couvre les indicateurs de relief globaux, les modèles d'altitude, la pente, l'orientation, la courbure et les indices morphologiques pour la description du terrain.

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.

Procédure de dimensionnement des éléments structuraux

Couvre la procédure de dimensionnement des éléments structuraux et la relation entre le moment et la courbure dans les structures déformées, en utilisant des exemples de grues à portique à trois charnières.

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Concepts associés (21)

Mouillage (physique)

Courbure

Tension superficielle

Courbure de Gauss

Courbure scalaire

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