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Tension de surface: Young-Laplace Equation

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Dans cours

ME-271: Fluid flow

Dans ce cours introductif à la physique des fluides, l'étudiant commence par apprendre, au moyen de bilans de masse et de contraintes, à décrire et à prédire les écoulements types. Ces méthodes sont appliquées à des écoulements complexes, tels que les écou ...

Description

Cette séance de cours couvre le concept de tension superficielle dans les liquides, en se concentrant sur l'équation de Young-Laplace et son application à la compréhension de la forme des gouttes liquides. L'instructeur explique le raisonnement derrière les dimensions impliquées dans l'équation et le coefficient de proportionnalité. La séance de cours explore également les considérations énergétiques liées à la tension superficielle et fournit des exemples d'application de l'équation de Young-Laplace pour déterminer la pression à l'intérieur des bulles de savon. En outre, le vieillissement des mousses et la loi de Laplace pour toute surface sont discutés, en mettant l'accent sur les forces agissant sur les murs.

Enseignant·e

Karen Ann J Mulleners

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Gaétan Raynaud, Lorenzo Ermanni, Thomas Antoine Nicolas Berger, Sahar Rezapour, Alexandros Anastasiadis, Henrike Cornelia Christ, Harshi Bavishi A dirigé les thèses EPFL de Swathi Krishna, Guillaume de Guyon-Crozier, Diego Francescangeli, Sébastien Le Fouest, Alexander Gehrke, Mrudhula Baskaran Cours Aerodynamics ME-445 Ce cours présente les bases de la dynamique des fluides pour comprendre comment l'air s'écoule autour d'ailes et de corps en deu

Source officielle

Concepts associés (22)

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.

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.

Densité surfacique d'énergie

La densité surfacique d'énergie ou énergie surfacique, voire densité énergétique (quand le contexte surfacique est clair), est la quantité d’énergie par une unité de surface. Dans le Système international elle se mesure en J/m (joules par mètre carré). Dans un contexte industriel on l'exprime souvent en kWh/m (kilowatts-heures par mètre carré). Cette grandeur physique est principalement utilisée dans l'étude physique des interfaces entre liquides non miscibles, ou entre liquide et gaz, où elle caractérise l'énergie nécessaire à former une interface d'une certaine surface.

Goutte (physique)

Une goutte est une petite quantité de liquide où la tension de surface est importante. La plus petite gouttelette d'eau analysée qui comporte le nombre de molécules d'eau reste une superstructure géante à l'échelle de la molécule. Forme d'une goutte de pluie Pour une goutte d’eau de faible dimension (typiquement ), la tension de surface est la force dominante. Si elle est déposée sur une surface fortement hydrophobe, une goutte adopte une forme proche de la sphère.

Longueur capillaire

La longueur capillaire est une dimension caractéristique d'un liquide sur laquelle les forces capillaires et les forces gravitationnelles sont de même grandeur. Elle est souvent notée l ou κ. Elle est à relier au nombre d'Eötvös utilisé en mécanique des fluides. La longueur capillaire est définie par : où : est la tension superficielle (en ) ; est la masse volumique (en ) ; est l'accélération de la pesanteur (en ).

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Mouillage (physique)

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