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Épaisseur d'une flaque d'eau



  1. #1
    kywalh

    Question Épaisseur d'une flaque d'eau


    ------

    Bonjour à tous...
    je me pose une question existancielle (puisque pas du tout du domaine de la chimie... )...
    Soyons scientifiques...
    Hypothèse: nous avons à notre dispostion
    . une surface plane idéale... un plan parfait, pas d'aspérités, parfaitement horizontale, pas de frottement....
    . un verre d'eau remplie... avec de l'eau disons pure...

    Mode operatoire: On verse délicatement le verre d'eau sur le plan parfait.

    Question stupide: Quelle est la hauteur d'eau sur le plan ?

    En fait, en en discutant avec des collègues, nous avons un avis partagé sur la question. Certains disent que la hauteur d'eau sera celle d'une molécule d'eau et d'autres (comme moi) pensent que nous aurions une hauteur non négligeable...
    Je base ma réflexions sur des principes qui m'échappent un peu mais dont j'ai déjà entendu parlé: la tension superficielle des fluides... Je pense que le poids du volume d'eau n'arrivera pas, à partir d'une certaine répartition de la flaque sur le plan, à contrer la résistance à l'expansion liée à la tension superficielle de l'eau....

    Une idée ??? encore mieux, une réponse ???
    Me trompe-je ?

    Un grand merci par avance....

    -----

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  4. #2
    Sylphe

    Re : Épaisseur d'une flaque d'eau

    Bonjour,

    La rétention d'eau sur un matériau est totalement dépendante des propriétés du matériau en question.

    Une goutte d'eau peut garder sa forme "sphérique" sur certaine surface alors que sur d'autre, elle s'étendra en surface au maximum.

    Pour ma part, ça m'étonnerait que l'épaisseur puisse être égale à la dimension d'une molécule d'eau. Tout simplement, parce que les liaisons hydrogène entre les molècules d'eau "relient" un minimum la structure. Je pense, donc, que l'épaisseur est supérieure à celle d'une molècule d'eau.

    Enfin, c'est juste un avis...
    Je suis un complétement novice dans ce domaine là.

  5. #3
    Anacarsis_47

    Re : Épaisseur d'une flaque d'eau

    cela dépend de la nature de la surface. Si elle est hydrophile, on peut avoir un angle de contact de presque 0°, ce qui correspondra à une "goutte plane" Si elle est hydrophobe, on aura un angle de contact qui sera différent suivant le type de surface: au point de vue chimique et structure fine.

    Bonne journée.

  6. #4
    HarleyApril
    Modérateur

    Re : Épaisseur d'une flaque d'eau

    le nom du phénomène est 'angle de contact'
    un site pioché rapidement
    http://www.biophyresearch.com/angle

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    kywalh

    Re : Épaisseur d'une flaque d'eau

    Merci pour ces éclaircissement mais ca ne répond pas vraiment à ma question... quelle est l'epaisseur de l'eau dans la mesure ou je pense que l'angle de contact ne peut pas être de 0° parfaitement a cause de la structure interne du l'eau...
    Personne n'a la réponse ???
    Suis-je le seul sur terre a m'être posé cette question existancielle ?

  9. #6
    Anacarsis_47

    Re : Épaisseur d'une flaque d'eau

    non tu n'es pas le seul, mais comme j'essayais de te faire comprendre dans mon post précédent, cela dépend notamment de la nature du support, il n'y a donc pas de réponse absolue à ta question. D'ailleurs dans des conditions particulières on peut parfaitement imaginer un film monomoléculaire d'eau...

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  11. #7
    Faisan

    Re : Épaisseur d'une flaque d'eau

    J'ai fait des études sur e sujet et je peux t'eclairer :

    Il y a en compétition deux forces qui sont la force de pesanteur et la tension superficielle.
    Pour mieux comprendre la tension superficielle, il faut s'imaginer que c'est une force qui tend à réduire au max la surface de contact : à tel point qu'elle prend la forme d'une sphère (fig géometrique presentant le moins de surface pour un vol donné).

    Ainsi, lorsque la tension superficielle est largement prédominante devan la force d epesanteur (goutte de 1 micometre par ex.), la goutte est parfaitement sphérique.

    Lorsque la force de pesanteur prend le dessus (goutte de pluie par ex.), la tension n'est plus assez forte pour garder la forme sphérique de la goutte.

    Dans ton cas, la force de pesanteur est largement majoritaire mais la tension de surface n'est tout de mem pas négligeable.C'est elle qui fait que tu va voir un rebord sur le pourtour de ta flaque.
    Cependant, on ne peut pas bien déterminer cette épaisseur car la tension de surface dépend du couple liquide/matériau.

  12. #8
    Anacarsis_47

    Re : Épaisseur d'une flaque d'eau

    Citation Envoyé par Faisan Voir le message
    J'ai fait des études sur e sujet et je peux t'eclairer :

    Il y a en compétition deux forces qui sont la force de pesanteur et la tension superficielle.
    Pour mieux comprendre la tension superficielle, il faut s'imaginer que c'est une force qui tend à réduire au max la surface de contact : à tel point qu'elle prend la forme d'une sphère (fig géometrique presentant le moins de surface pour un vol donné).

    Ainsi, lorsque la tension superficielle est largement prédominante devan la force d epesanteur (goutte de 1 micometre par ex.), la goutte est parfaitement sphérique.

    Lorsque la force de pesanteur prend le dessus (goutte de pluie par ex.), la tension n'est plus assez forte pour garder la forme sphérique de la goutte.

    Dans ton cas, la force de pesanteur est largement majoritaire mais la tension de surface n'est tout de mem pas négligeable.C'est elle qui fait que tu va voir un rebord sur le pourtour de ta flaque.
    Cependant, on ne peut pas bien déterminer cette épaisseur car la tension de surface dépend du couple liquide/matériau.
    tu me suprends beaucoup avec tes affirmations, en disant de plus que tu as fait des études là dessus, dans les phénomènes de tension de surface et les calculs d'angle de contact, la pesanteur est quasi toujours négligée car elle est minoritaire par rapport aux interactions de VdW.

    On ne tient compte de la pesanteur que dans le cas des surfaces super-hydrophobes avec un angle de contact qui tend vers 180° où l'effet de la gravité devient non négligeable pour calculer la forme de la goutte qui n'est pas exactement celle d'une sphère.

    Bonne journée.

  13. #9
    Faisan

    Re : Épaisseur d'une flaque d'eau

    Bien sur qu'elle est negligée, car pour étudier le phenomenes d'angles de contact et de tension surfacique, on se place dans le cas pseudo ideal ou seule les forces de van der waals interviennent, c'est à dire avec des microvolumes d'eau (de l'ordre de 5 microlitres)

    Mais dans le cas de la question posée, les forces de vdw sont infiniments minoritaires, d'ou ma réponse

  14. #10
    Anacarsis_47

    Re : Épaisseur d'une flaque d'eau

    Citation Envoyé par Faisan Voir le message
    Bien sur qu'elle est negligée, car pour étudier le phenomenes d'angles de contact et de tension surfacique, on se place dans le cas pseudo ideal ou seule les forces de van der waals interviennent, c'est à dire avec des microvolumes d'eau (de l'ordre de 5 microlitres)

    Mais dans le cas de la question posée, les forces de vdw sont infiniments minoritaires, d'ou ma réponse
    infiniment minoritaires tu y vas un peu fort... d'autant plus que la tension de surface trouve justement son origine dans les forces de Van der Waals et l'agitation thermique.

    A++

  15. #11
    Faisan

    Re : Épaisseur d'une flaque d'eau

    Arrete, ce que je veux dire c'est que quand tu prends un verre d'eau, l'eau contenue dans le verre n'a pas tendance à former une sphère...
    Relativise..
    Dernière modification par Faisan ; 26/07/2007 à 14h04. Motif: faute

  16. #12
    Anacarsis_47

    Re : Épaisseur d'une flaque d'eau

    lol oui bien sûr, mais pour répondre à la question posée au départ essayons de rester le plus possible d'être exact car le film monoméculaire dont kywalh parlait serait possible principalement grace aux forces intermoléculaires....

    A++

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