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Capillarité dans une canne



  1. #1
    EspritTordu

    Capillarité dans une canne

    Bonjour,


    Selon la loi de Jurin, l'eau pure monte dans un capillaire de verre. (http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Jurin)

    Soit un tel capillaire de 1 mm de diamètre (0,5mm de rayon) dans lequel on fait monter de l'eau jusqu'à une hauteur maximale h=2T/rho*g*r (T la tension superficielle de l'eau sur le verre de 0,07N.m-1 , rho la densité de l'eau prise à 1000kg.m3 et g la pesanteur prise à 10 m.s2) Le calcul conduit à une hauteur h de 28 mm, n'est-ce pas?

    Que se passe-t-il si on tord le capillaire de 28 mm de manière à ce qu'il prenne la forme d'une canne (comme sur ce schéma http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Longueur_canne.gif)? L'eau va-t-elle continuer à remplir le tube? L'eau va-t-elle goutter à l'infini (dans la mesure que le réservoir d'eau est infini)?

    Merci d'avance.

    -----


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  3. #2
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    Un avis s'il vous plaît?

  4. #3
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Bonjour.
    Non, bien sur. Je vous rassure.
    L'eau s'arrêtera à l'a sortie du capillaire. Il formera une goûte dont le rayon de courbure de la surface sera tel que la pression interne compensera la pression de l'eau à la sortie du capillaire.
    Pour former une goûte à l'extrémité d'un capillaire il faut pousser l'eau dans le tube; si non, l'eau se "résorbe" et rentre dans le capillaire. C'est le principe de fonctionnement des éponges.
    Au revoir.

  5. #4
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    Mais si le poids de l'eau de la partie descendante de la canne est suffisant pour contrer la tension superficielle, on a bien l'apparition d'une goutte, non?

  6. #5
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Bonjour.
    Non. Le poids de l'eau ne compense pas la tension superficielle. Il y a bien une goûte d'eau à l'extrémité de la cane, mais ce n'est pas un goûte qui grandit et qui finit par tomber. C'est une goûte d'autant plus grande que l'extrémité de la cane et proche de la surface de l'eau et qui diminue quand on remonte la cane et qu'on l'éloigne de la surface de l'eau.
    Je vous rassure: vous n'avez pas inventé un mobile perpétuel. Ce type de choses a déjà été imaginé et analysé par des milliers de physiciens, de physiciens en devenir et des illuminés depuis plus de 150 ans.
    Au revoir.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    Dans la partie descendante du capillaire, lorsque celui-ci se remplit, la tension superficielle tire le liquide vers le bas, n'est-ce pas? Ce n'est que lorsque la colonne d'eau arrive à la fin du capillaire de verre, que la tension superficielle retient l'eau?
    Que se passe-t-il alors si la partie descendante du capillaire s'élargit de manière à avoir une colonne d'eau plus large (et donc plus pesante) tout en étant en ayant à une hauteur élevée par rapport au niveau de la surface? On peut s'arranger pour que la colonne d'eau soit plus lourde que la tension superficielle : on élargit le capillaire et la partie descendante est plus longue que la hauteur maximale définie par la loi de jurin?

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  10. #7
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Bonjour.
    Non. Si vous évasez la sortie, l'eau s'arrêtera avant.
    Faites la manip chez vous.
    Vous pouvez utiliser comme tube l'isolant d'un câble électrique fin. Les fils à wrapper sont très fins. Vous aurez plus de mal à trouver des transparents. Si l'eau ne mouille pas le tube, utilisez à sa place un solvant peu dangereux comme le white sprit.
    Au revoir.

  11. #8
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    ... la partie descendante est plus longue que la hauteur maximale définie par la loi de jurin?
    Re.
    Oui. Si la partie descendante descend plus bas que le niveau d'eau (en dehors du récipient, évidemment) vous aurez un siphon qui s'amorcera tout seul et si la partie descendante est telle que la pression est plus grande que la tension superficielle, vous viderez votre réservoir.
    Vous pouvez faire ça très facilement en utilisant un tissu, ou un papier absorbant (sopalin, kleenex, etc.). Vous découpez un lanière dont vous trempez une extrémité dans l'eau et vous laissez traîner l'autre extrémité le plus bas possible.
    A+

  12. #9
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Re.
    Oui. Si la partie descendante descend plus bas que le niveau d'eau (en dehors du récipient, évidemment) vous aurez un siphon qui s'amorcera tout seul et si la partie descendante est telle que la pression est plus grande que la tension superficielle, vous viderez votre réservoir.
    Vous pouvez faire ça très facilement en utilisant un tissu, ou un papier absorbant (sopalin, kleenex, etc.). Vous découpez un lanière dont vous trempez une extrémité dans l'eau et vous laissez traîner l'autre extrémité le plus bas possible.
    A+
    Oui je vois, c'est le principe pour siphonner deux réservoirs à altitude différente : la capillarité à ici un rôle bien moindre : un tuyau normal fait le même effet !

    Non. Si vous évasez la sortie, l'eau s'arrêtera avant.
    Faites la manip chez vous.
    Vous pouvez utiliser comme tube l'isolant d'un câble électrique fin. Les fils à wrapper sont très fins. Vous aurez plus de mal à trouver des transparents. Si l'eau ne mouille pas le tube, utilisez à sa place un solvant peu dangereux comme le white sprit.
    Au revoir.
    Pourquoi l'eau s'arrêtera avant l'évasement? Elle s'arrêtera même si le poids d'eau défini par Jurin n'est pas atteint?

    Qu'est qu'un fil à wrapper?

  13. #10
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    Pourquoi l'eau s'arrêtera avant l'évasement? Elle s'arrêtera même si le poids d'eau défini par Jurin n'est pas atteint?

    Qu'est qu'un fil à wrapper?
    Re.
    Parce que la hauteur définie par Jurin n'est pas celle calculée avec le diamètre du bas tu tuyau mais celui du haut de la colonne.

    Le wrapping est une technique de connexion qui, au lieu d'utiliser des soudures, utilise des fils enroulées autour des pattes des supports de composants. Ces pattes ne sont pas rondes mais rectangulaires et l'isolant du fil se coupe à chaque coin, assurant une connexion électrique plus fiable que la soudure. C'est une technique adaptée pour faire de prototypes de circuits mais pas pour des circuits définitifs, car elle est très encombrante.
    Les fils utilisés sont spéciaux car il faut que l'isolant se coupe. Ce sont ces fils dont le conducteur doit faire 0,5 mm de diamètre (au pif). Vous pouvez avoir plus de détails ici.
    A+

  14. #11
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    L'évasement se trouve dans la partie descendante du capillaire.

  15. #12
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    L'évasement se trouve dans la partie descendante du capillaire.
    Oui, j'ai bien compris.

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  17. #13
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    Dans ce cas là, la tension superficielle ne tire pas le poids de l'eau de la partie descendante. C'est-à-dire que la tension superficielle dans la partie descendante continue à tirer tant (qu'il y a du verre) seulement le poids de la partie ascendante pour moi, ce n'est pas le cas?

  18. #14
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Re.
    Oui. Si la partie descendante descend plus bas que le niveau d'eau (en dehors du récipient, évidemment) vous aurez un siphon qui s'amorcera tout seul et si la partie descendante est telle que la pression est plus grande que la tension superficielle, vous viderez votre réservoir.
    Vous pouvez faire ça très facilement en utilisant un tissu, ou un papier absorbant (sopalin, kleenex, etc.). Vous découpez un lanière dont vous trempez une extrémité dans l'eau et vous laissez traîner l'autre extrémité le plus bas possible.
    A+
    Ce n'est pas tout à fait cela que j'ai en tête (même si effectivement cela peut-être lié) : vous décrivez l'effet siphon comme présenté là : http://fr.wikipedia.org/wiki/Siphon_%28tuyau%29.

    Si l'évasement est dans la partie descendante, le poids de l'eau dans cette colonne est nulle pour la tension superficielle tractice jusqu'à que celle-ci arrive au bas de la colonne de verre de l'évasement. Alors, la tension supercifielle retient, comme elle peut, la colonne d'eau accélérée par la gravitation, n'est-ce pas?
    La loi de Jurin décrit aussi la hauteur maximale d'eau pour laquelle la tension superficielle retient l'eau.
    Si l'évasement de verre à une hauteur plus grande que celle définit par Jurin, tout en étant au dessus de la surface de l'eau et du point de départ de mon conduit (celui où l'eau rendre dans le capillaire vertical ascendant précédant l'évasement descendant), l'eau ne tombe pas dîtes vous???
    Si il n'y avait que l'évasement descendant remplit d'eau, ne me direz -vous pas que l'eau tombe?
    Alors peut-être que l'eau va être montée par le capillaire, mais elle va s'arrêter à l'entrée de l'évasement alors que dans cette section, l'eau n'a pas de poids à tirer (donc la tension superficielle n'a pas de frein? cela sous- entend que la hauteur à laquelle le tuyau capillaire redescent en s'évasant est inférieure à la hauteur maximale de Jurin dans le capillaire) ?

    J'avoue rester perplexe et je ne comprends pas très bien pourquoi l'eau ne circule pas

  19. #15
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Bonjour.
    En dehors du cas du siphon, ou l'eau se vide et que l'énergie potentielle de l'ensemble diminue, l'eau ne circulera pas. Simplement parce que cela violerait la loi de la conservation de l'énergie.
    Je ne pense pas que vous ayez inventé le "mobile perpétuel".
    Mais si vous le croyez, prenez la peine de nous envoyer un dessin et de nous montrer vos calculs.
    Au revoir.

  20. #16
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    Mon ambition n'est pas de faire un mobile perpétuel mais de comprendre pourquoi cela n'est pas !
    J'ai déposé un schéma pour essayer de mieux me faire comprendre où je fais faux s'il vous plaît?
    Images attachées Images attachées

  21. #17
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Re.
    Décidément, je pense que vous ferez mieux de passer par un hébergeur. Comme celui-ci si vous n'avez pas d'autre.
    A+

  22. #18
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Re.
    L'eau ressort un peu en bas mais elle est retenue par la tension superficielle.
    http://pix.nofrag.com/5/3/4/54611fde...caf8ce5f1.html
    A+

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  24. #19
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    Pourquoi voulez-vous passer par un hébergeur, le dépôt d'image sur ce forum est assez confortable? (même s'il faut attendre pour accéder à l'image que celle-ci soit validée par un modérateur du forum)

    Je suis d'accord avec vous : la tension superficielle va "arrondir" l'eau au bout du tube évasée. Mais ce que je ne comprends pas, c'est que si la hauteur du tube évasé est supérieure à celle de Jurin correspondante (comme schématiquement je le note sur l'image), alors la tension superficielle ne sera plus suffisante pour compenser le poids de l'eau de la colonne évasée et pour moi, l'eau doit tomber, je me trompe?

  25. #20
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Bonjour.
    Oui. Vous vous trompez, bien sur (parce que l'énergie se conserve). Calculez la pression nécessaire pour maintenir une goûte d'eau de rayon R (en forme de demi-sphère). Il faut arriver au moins à une demi-sphère si on veut qu'un jour la goûte se détache. Comparez cette pression avec celle de la loi de Jurin.
    En fait votre dessin est mauvais. Je pensais que quand vous parliez d'évasement pour prévoyiez quelque chose comme un entonnoir. Dans le type d'évasement que vous avez dessiné, le plus probable est que l'eau s'arrête un peu après l'embouchure du petit tube dans le gros.

  26. #21
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    Voilà : si on a un capillaire ascendant de 1mm de diamètre, l'eau peut monté à 28 mm. La courbure se produit avant à 20 mm disons, on a alors un évasement descendant , en forme d'entonnoir si vous voulez, d'un diamètre de 4 mm, d'où une hauteur de Jurin de 7mm si je ne me trompe pas. Seulement l'évasement en question à une hauteur de verre de 10 mm, d'où 3mm de trop : la tension ne peut supporter cela, non?

    Pourquoi dans l'évasement non en entonnoir, dessiné sur l'image, l'eau s'arrêtera-t-elle (le schéma n'est pas à l'échelle et l'évasement est disproportionné)?

  27. #22
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Re.
    Calculez la pression nécessaire pour maintenir une goûte d'eau de rayon R (en forme de demi-sphère). Il faut arriver au moins à une demi-sphère si on veut qu'un jour la goûte se détache. Comparez cette pression avec celle de la loi de Jurin.
    A+

  28. #23
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    Je ne comprends pas ce que vous dîtes. Voyez ce lien (en hollandais peut-être le lisez-vous, mais c'est surtout pour l'équation du paragraphe "vorming") :http://nl.wikipedia.org/wiki/Druppel

    Le poids d'une demi-sphère de rayon d'eau 2mm est de Pd=(4/3*pi*r^3*rho(eau)) /2 d'où une pression de Pr=Pd/(pi*r^2) soit numériquement si on considère rho à 1000 kg/m3, un diamètre de 4mm, si je ne me trompe pas, cela donne une pression de 0.665 Pa. Et Alors?

  29. #24
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Bonjour.
    Bon, je vois que votre niveau de connaissances ne vous permet pas de faire le calcul que je vous ai demandé. Je vous donne le résultat: la pression dans une goûte d'eau due à la tension superficielle (les petites flèches blanches que j'ai ajouté à votre dessin) est de:

    gamma est la tension superficielle et r le rayon.
    Calculez cette pression pour une goûte de 2 mm de rayon. Trouvez l'équivalent en hauteur d'eau. Réfléchissez à votre expérience.
    Au revoir.

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  31. #25
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    D'où sort cette équation s'il vous plaît?

    ...Si gamma vaut 0,07 N.m-1, on prend un rayon de 2mm, cela donne une pression sur la demi- sphère de 35 Pa soit l'équivalent d'une hauteur d'eau de 3,5 mm, n'est-ce pas?

  32. #26
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Bonjour.
    Votre résultat est correct. Donc, la force que la tension superficielle exercée sur la goûte peut retenir une colonne d'eau de 3,5 mm. Le poids de la goûte est bien inférieur au poids d'une colonne d'une hauteur égale à son rayon, c'est à dire 2 mm. Donc, si l'on se retrouvait avec la situation d'une goûte demi-sphérique, la tension superficielle la ferait remonter à moins d'une demi-sphère de moins de 3,5 mm de hauteur. La goûte ne peut pas se détacher.

    Je crois que j'ai compris votre problème de compréhension de la tension superficielle. Il me semble que vous voyez la montée dans un capillaire comme s'il avait une pression en bas du capillaire qui poussait l'eau vers le haut. Ce n'est pas du tout ça. Tout se passe, comme son nom l'indique à la surface de l'eau.
    Vous devriez plutôt vois le phénomène comme sil avait un tas des petits diablotins qui tirent sur la surface de l'eau et vers les parois du tube. En imaginant la surface de l'eau comme une bâche ou une couverture. La force exercée par ces diablotins à une direction donnée par "l'angle de contact". Dans le cas de l'eau cet "angle de contact" est de 0°, c'est à dire que la force est parallèle aux parois. La valeur de cette force est précisément la tension superficielle c'est à dire gamma newtons par mètre de bord de bâche.

    Mettons un capillaire dans l'eau. Un capillaire plus court que la hauteur donnée par Jurin. Au début, l'eau se met à niveau avec la surface libre (pure hydrostatique). Puis, les diablotins commencent à tirer l'eau vers le haut. À mesure qu'ils montent le poids de la colonne d'eau augmente et la courbure de la bâche aussi (la surface de l'eau se creuse). Mais ils sont encore plus forts que le poids de la colonne. Et ils arrivent à l'extrémité du tube. Maintenant la force qu'ils exercent sur la bâche est horizontale et dirigée radialement vers l'extérieur le long du haut du tube (la partie plate des parois). Donc la surface au niveau du trou reste creuse, même si la hauteur de Jurin aurait permis à l'eau de monter plus haut si le capillaire avait été plus long.

    Si le tube a une forme de cane, quand les diablotins arrivent à l'extrémité (vers le bas) du capillaire, ils tirent de la bâche horizontalement. Mais la pression hydrostatique de l'eau au niveau de la sortie du capillaire est la même que dans le capillaire à la même hauteur sur l'autre branche de la cane. Elle est inférieure à la pression atmosphérique et la bâche se trouve creusée vers l'intérieur du capillaire (vers le haut). Elle ne forme pas de goûte sortante et encore moins tombante. On peut calculer le rayon de courbure du ménisque à la sortie de la cane en équilibrant la poids de la colonne qui reste, avec la composante verticale de la tension superficielle. Si on descend la canne vers la surface de l'eau, la courbure du ménisque diminue jusqu'à devenir plate au moment du contact avec la surface libre de l'eau. Si la cane descend en dehors du récipient, la courbure s'inverse et une goûte commence à se former. Si la hauteur est suffisamment basse sous la surface libre de l'eau du récipient, la goûte s'agrandit et finit par tomber, suivie par une autre, etc.

    La formule que je vous ai donnée provient du calcul de la force de diablotins le long du bord de la goûte (2 pi r gamma) divisée par la surface de la base de la goûte (pi r²).

    Nota: l'utilisation des diablotins pour les raisonnements en physique est parfaitement classique. Il y en a très connu qui s'appelle de "démon de Maxwell", inventé par le célèbre physicien.

    Au revoir.

  33. #27
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    Nota: l'utilisation des diablotins pour les raisonnements en physique est parfaitement classique. Il y en a très connu qui s'appelle de "démon de Maxwell", inventé par le célèbre physicien.
    Oui, il s'agit là,à l'origine, d'une image pour la thermodynamique n'est-ce pas?


    Si le tube a une forme de cane, quand les diablotins arrivent à l'extrémité (vers le bas) du capillaire, ils tirent de la bâche horizontalement. Mais la pression hydrostatique de l'eau au niveau de la sortie du capillaire est la même que dans le capillaire à la même hauteur sur l'autre branche de la cane. Elle est inférieure à la pression atmosphérique et la bâche se trouve creusée vers l'intérieur du capillaire (vers le haut). Elle ne forme pas de goûte sortante et encore moins tombante. On peut calculer le rayon de courbure du ménisque à la sortie de la cane en équilibrant la poids de la colonne qui reste, avec la composante verticale de la tension superficielle. Si on descend la canne vers la surface de l'eau, la courbure du ménisque diminue jusqu'à devenir plate au moment du contact avec la surface libre de l'eau. Si la cane descend en dehors du récipient, la courbure s'inverse et une goûte commence à se former. Si la hauteur est suffisamment basse sous la surface libre de l'eau du récipient, la goûte s'agrandit et finit par tomber, suivie par une autre, etc.
    Je suis confus : vous me dîtes donc que le capillaire, qu'il ait une forme de canne ou non, le ménisque que l'on trouve dans un capillaire droit, se retrouve inversé dans le capillaire canne?
    Non seulement il n'y aurait pas de goutte tombante, mais il y aurait un "trou"?
    Pour moi, dans le capillaire droit, le ménisque est dû au fait, que les diablotins tirent sur le bord, et l'eau peine à suivre à cause de son poids. La force des diablotins s'amenuise plus on s'éloigne d'eux, ce qui explique que le poids de l'eau sous la surface, forme le demi cercle du ménisque.

    Mais la pression hydrostatique de l'eau au niveau de la sortie du capillaire est la même que dans le capillaire à la même hauteur sur l'autre branche de la cane. Elle est inférieure à la pression atmosphérique et la bâche se trouve creusée vers l'intérieur du capillaire (vers le haut).
    Je ne comprends pas vraiment. il y a une différence de pression atmosphérique due à la différence de hauteur, mais elle est négligeable face au poids de l'eau. Cette différence de pression induit une force verticale descendante infime.

  34. #28
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Re-bonjour
    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    Oui, il s'agit là,à l'origine, d'une image pour la thermodynamique n'est-ce pas?
    Oui, c'était un démon qui était capable de séparer les molécules de gaz suivant leur vitesse et qui, en termes modernes, faisait baisser l'entropie sans dépense d'énergie. Ce démon a emm...quiquiné les physiciens pendant plus d'un siècle.

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    Je suis confus : vous me dîtes donc que le capillaire, qu'il ait une forme de canne ou non, le ménisque que l'on trouve dans un capillaire droit, se retrouve inversé dans le capillaire canne?
    Non seulement il n'y aurait pas de goutte tombante, mais il y aurait un "trou"?
    Pour moi, dans le capillaire droit, le ménisque est dû au fait, que les diablotins tirent sur le bord, et l'eau peine à suivre à cause de son poids. La force des diablotins s'amenuise plus on s'éloigne d'eux, ce qui explique que le poids de l'eau sous la surface, forme le demi cercle du ménisque.
    Oui, il y a un "trou".
    Je ne comprends pas votre dernière phrase "La force des diablotins s'amenuise...". La force des diablotins est toujours constante et elle ne s'exerce que sur la bâche. C'est le poids de l'eau qui dépend de la hauteur d'eau qu'ils doivent tirer. À l'extrémité du manche de la cane, c'est la distance entre cette extrémité et la surface libre de l'eau.
    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    Je ne comprends pas vraiment. Il y a une différence de pression atmosphérique due à la différence de hauteur, mais elle est négligeable face au poids de l'eau. Cette différence de pression induit une force verticale descendante infime.
    Il ne s'agit pas d'une différence de pression atmosphérique, mais d'une différence de pression hydrostatique dans l'eau. Au niveau de la surface plane du récipient (côte eau), la pression est égale à la pression atmosphérique. Au niveau du ménisque d'un capillaire qui se situe à 40 mm au dessus de la surface libre de l'eau la pression est égale à la pression atmosphérique moins les 40 mm d'eau. À l'intérieur du capillaire, la pression hydrostatique va de la pression atmosphérique au niveau de la surface libre de l'eau jusqu'à la pression atmosphérique moins les 40 mm d'eau en haut de la colonne. C'est la même chose que si vous aspiriez l'eau en hauteur avec un piston. Ici le piston est formé pas la "bâche" et ce sont les diablotins qui tirent le piston vers le haut.

    A+

  35. #29
    EspritTordu

    Re : Capillarité dans une canne

    Je ne comprends pas votre dernière phrase "La force des diablotins s'amenuise...". La force des diablotins est toujours constante et elle ne s'exerce que sur la bâche. C'est le poids de l'eau qui dépend de la hauteur d'eau qu'ils doivent tirer. À l'extrémité du manche de la cane, c'est la distance entre cette extrémité et la surface libre de l'eau.
    Effectivement, la tension superficielle, la force des diablotins, est constante. Je veux dire dans si on voit de profil le ménisque, un cercle, plus on s'éloigne d'un des bords de verre du tube, plus les forces des diablotins, s'amenuisent alors que celle du poids s'agrandit, c'est bien cela, n'est-ce pas?

    Il ne s'agit pas d'une différence de pression atmosphérique, mais d'une différence de pression hydrostatique dans l'eau. Au niveau de la surface plane du récipient (côte eau), la pression est égale à la pression atmosphérique. Au niveau du ménisque d'un capillaire qui se situe à 40 mm au dessus de la surface libre de l'eau la pression est égale à la pression atmosphérique moins les 40 mm d'eau. À l'intérieur du capillaire, la pression hydrostatique va de la pression atmosphérique au niveau de la surface libre de l'eau jusqu'à la pression atmosphérique moins les 40 mm d'eau en haut de la colonne. C'est la même chose que si vous aspiriez l'eau en hauteur avec un piston. Ici le piston est formé pas la "bâche" et ce sont les diablotins qui tirent le piston vers le haut.
    si il n'y avait pas de pression, la tension superficielle, forcerait la sortie d'eau à être plane alors que la différence de pression pousse l'eau vers le haut. L'ensemble serait en mouvement d'ailleurs si la tension superficielle ne retiendrait pas les choses vers le bas, c'est cela?

    Mais que se passe-t-il s'il y a l'évasement alors?

  36. #30
    LPFR

    Re : Capillarité dans une canne

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    Effectivement, la tension superficielle, la force des diablotins, est constante. Je veux dire dans si on voit de profil le ménisque, un cercle, plus on s'éloigne d'un des bords de verre du tube, plus les forces des diablotins, s'amenuisent alors que celle du poids s'agrandit, c'est bien cela, n'est-ce pas?
    Non.
    La tension superficielle est la même sur toute la surface du fluide et non seulement au contact avec les parois. Vous pouvez imaginer la surface d'un liquide comme formée par des diablotins à bras multiples qui se tiennent aux voisins en tirant toujours avec la même force de gamma newtons par mètre linéaire. Mais les forces de tension superficielle ne vont pas au delà de la surface. Pas plus d'une épaisseur moléculaire.
    Remplissez un ballon de baudruche (en caoutchouc) avec le l'eau ou de l'air. Les forces du caoutchouc sont similaires à celles de tension superficielle: elles sont dans le caoutchouc et elles ne vont pas au delà du caoutchouc.

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    si il n'y avait pas de pression, la tension superficielle, forcerait la sortie d'eau à être plane alors que la différence de pression pousse l'eau vers le haut. L'ensemble serait en mouvement d'ailleurs si la tension superficielle ne retiendrait pas les choses vers le bas, c'est cela?
    Je ne suis pas sur de comprendre votre explication. Quand vous dites "si il n'y avait pas de pression ...", comment? En plaçant le tout en apesanteur? Dans ce cas l'eau va jusqu'à l'extrémité du capillaire et là, la surface de l'eau sera plane.
    Mais je ne comprends pas "L'ensemble serait en mouvement...".

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    Mais que se passe-t-il s'il y a l'évasement alors?
    Prenez un capillaire en forme d'entoir, avec le diamètre qui augmente. L'eau va monter jusqu'à ce que les forces de la tension superficielle équilibrent celle de la colonne d'eau. Il faudra tenir compte que cette fois les forces de diablotins ne seront pas verticales et que seule une partie de leur forces servira à soutenir la colonne d'eau (il aura au cosinus à rajouter quelque part).

    A+

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