Tension superficielle & Poussée d'Archimède

[invite3d34a963]

Bonsoir,

Je suis face à un problème de modélisation de la flottaison d'un biofilm sur de l'eau, dans un récipient cylindrique.

CF. Schéma

IIa = Poussée d'Archimède
T = Tension superficielle
Fp =Force d'accrochage aux parois
P = Poids
d = densité

Comment exprimer la tension superficielle qui intervient (?) dans la flottaison d'un biofilm très fin ? Il s'agit d'une modélisation très approximative, donc une formule sophistiquée n'est pas utile. Je n'ai trouvé jusque là qu'une formule faisant intervenir un coefficient gamma et une longueur. Ici, je voudrais exprimer une force sur toute la surface circulaire du biofilm. Je pense donc que je me fais une mauvaise représentation de la tension superficielle. Est-ce que le biofilm peut être soutenu entre autres par la tension superficielle ? Et si oui, comment, alors, l'exprimer ?

Quelle différence entre tension superficielle et poussée d'Archimède ?

Dans le cas du biofilm flottant juste au-dessus de la surface de l'eau, la poussée d'Archimède intervient-elle ? Si oui, comment l'exprimer ie. quel "déplacement de liquide" faut-il considérer ? et par rapport à quoi ? la surface-de-liquide-parfaitement-plane ?

J'espère n'avoir pas été trop confus,

Merci pour votre aide
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[Eurole]

Bonjour.
Le biofilm est pris entre deux forces, dont la poussée d'Archimède.

.

[LPFR]

Bonjour.
Avant de pouvoir dire quoi que ce soit il faudrait savoir si le biofilm est hydrophobe ou hydrophile (s'il est mouillé ou non par l'eau).
Au revoir.

[invitea94dd9c4]

bonsoir

rien avoir avec le problème qui a été posé par Uersaúra, mais quelle est la différence entre tension superficielle et poussée Archimède?
est ce que c'est juste de dire que la tension superficielle est la poussée d'archimede mais a la surface??

si quelqu'un veut bien m'aider

cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

bonsoir

rien avoir avec le problème qui a été posé par Uersaúra, mais quelle est la différence entre tension superficielle et poussée Archimède?
est ce que c'est juste de dire que la tension superficielle est la poussée d'archimede mais a la surface??

si quelqu'un veut bien m'aider

cordialement

Bonjour.
NON !
La tension superficielle est due à l'attraction entre les atomes ou molécules du liquide et la capillarité l'est à l'attraction ou répulsion entre les atomes ou molécules du liquide et celle du solide qu'il touche (comme les parois du récipient, par exemple).
La poussée d'Archimède est due à la pression hydrostatique due à l'accélération de gravité (le "poids" du liquide).
Elles n'on rien à voir ni dans leur nature ni dans leurs conséquences.
Au revoir.

[invitea94dd9c4]

bonsoir,

merci pour votre réponse. Petit a petit les choses commence a se mettre en place, donc si j'ai bien compris votre explication LPFR,
la tension superficielle est une force du a la cohésion des molécules du liquide par rapport un solide... en empêchant ainsi le solide de couler, comme par exemple une pièce de monnaie dans un verre d'eau (http://fr.wikipedia.org/wiki/Tension_superficielle), c'est ça?

En ce qui concerne la capillarité, je ne comprend pas comment des molécules de liquide peuvent ils monter dans par exemple un verre en créant ainsi un menisque!!,

j'ai posé cette question a mon professeur de physique, et il ma répondu que c’était a cause de la tension superficielle sans plus de détails je me suis donc dirigé vers quelque livre, et je suis arrivé a cette conclusion même si je ne suis pas totalement convaincu: la cohésion des molécules du liquide entraîne une force dirigé vers la paroi du verre pour le pénétrer, cette force n'est rien d'autre que la tension superficielle exercé par le liquide, chaque couche de molecule pousse la suivante et c'est ce phénomène qui permet l’ascension du liquide...est ce que c'est ça ?

l'accélération de gravité (le "poids" du liquide).

je n'ai pas tres bien compris cette phrase?


en esperant que quelqu'un m'aide,

cordialement

[LPFR]

Bonjour.
Non.
Comme je vous ai dit, la tension superficielle est due à la force de cohésion des molécules (ou atomes) d'un liquide entre elles.
C'est la capillarité qui est due aux forces d'attraction ou répulsion entre les molécules du liquide et celles du solide (ou d'un autre liquide immiscible).
Quand ces forces sont attractives (le liquide mouille le solide), les molécules du bord du liquide et celle de la paroi juste au dessus de la surface s'attirent et font monter le liquide, puis c'est le tour aux molécules de la surface situes un peu plus haut et ainsi de suite. Le liquide monte le long des parois.
Quand les forces sont répulsives, c'est l'inverse (le liquide ne mouille pas le solide). Les molécules du bord du liquide sont repoussées par celles de la paroi et descendent, puis les suivantes et ainsi de suite. Le ménisque est inversé par rapport au cas précédent. C'est le cas des deux images de wikipedia, avec la pièce de monnaie et les gerris.

La phrase que vous n'avez pas comprise correspond à la pression hydrostatique qui est due au fait que le liquide du bas doit supporter le poids du liquide du haut. Comme le fond ou les parois d'un récipient doivent supporter le poids du liquide qu'ils retiennent.
A+

[invitea94dd9c4]

merci, de votre réponse, déjà la tension superficielle c'est compris, une de faite

la capillarité qui est due aux forces d'attraction ou répulsion

mais c'est du a quoi cette attraction ou répulsion, électrostatique?? parce que dans mon cours c'est dit que c'est du a la tension superficielle, mais je ne comprend pas la relation entre force de cohésion et attraction/répulsion???

cordialement

[LPFR]

Re.
La force de cohésion ne peut être qu'attractive.
La force entre molécules peut être attractive ou répulsive.
Dans le cas qui nous intéresse, il s'agit des forces de Van der Waals.
Elle est, évidemment attractive quand il s'agit des atomes d'une molécule ou entre molécules d'un liquide.
Mais entre molécules de deux substances différentes, elle peut être n'importe quoi.
A+

[invitea94dd9c4]

Re.
La force de cohésion ne peut être qu'attractive.
La force entre molécules peut être attractive ou répulsive.
Dans le cas qui nous intéresse, il s'agit des forces de Van der Waals.
Elle est, évidemment attractive quand il s'agit des atomes d'une molécule ou entre molécules d'un liquide.
Mais entre molécules de deux substances différentes, elle peut être n'importe quoi.
A+

si vous voulez bien, on étudie cas par cas

1/ si attractive et on a remonté du liquide (capillarité), mon soucis c'est que dans le cours le prof a dit que c'etait a cause de la tension superficielle et moi je ne vois pas la relation entre la force de cohesion des molecule du liquide et l'attraction avec le verre (cad la remonté)?????


2/ si répulsion on a donc que des les force de Van der waals?c'est bien ça???


en espérant vraiment que quelqu'un m'aide parce que je commence vraiment a désesperer


cordialement

[LPFR]

Re.
Comme je vous ai dit, la capillarité est une conséquence de la tension superficielle. Mais vous avez des phénomènes de tension superficielle sans d'autres objets que le liquide tout seul. Par exemple, les gouttes de liquide en l'air (pluie, nuages, par exemple) ou les bulles de savon. C'est la tension superficielle qui leur donne leur forme. Et cette tension est due aux forces de Van der Waals entre les molécules du liquide.

La capillarité est due aux forces de Van der Waals entre les molécules de liquide et celle du solide ou de l'autre liquide (exemple, une goutte d'huile sur de l'eau). Cette force peut être attractive (eau sur verre propre) et le liquide remonte ou répulsive (eau sur téflon, eau sur surface grasse ou mercure sur verre) et le liquide descend.
A+

[invitea94dd9c4]

ahhh okey, je commence a comprendre , et merci de votre patience
en gros la capillarité est du a la force de cohésion des molécules du liquide avec le solide c'est a dire tension entre le solide et le liquide (d'ou tension superficielle entre solide et liquide) et la remonté ou la descente (formation du ménisque) se fait de proche en proche entre solide et liquide, est ce que c'est ça??

cordialement

[LPFR]

Re.
Je répète: les forces entre le liquide et le solide ne sont pas toujours de cohésion. Parfois elles sont de répulsion.
Cohésion, ça monte et répulsion, ça descend.
A+

[invitea94dd9c4]

merci pour votre patience, vous m'avez vraiment beaucoup aidé, au moins la je peux faire des exercices sans apprendre bêtement les lois , bonne fin de journée et bon week end

cordialement