Sopalin dans l'eau

[Pio2001]

Oui, j'ai pensé à 2 manips car je me demandais si on pouvait ouvrir sans énergie le tube dans l'eau...désolé ; avec la 2° manip, j'ouvre pas le tube, je monte le tout, je déroule le tube avec l'eau dedans et ensuite l'eau tombe (enfin pour l'eau qui tombe je ne suis pas certain !) si l'eau tombe où passe l'énergie gagnée à la montée du verre ?

Avant de dérouler le tube, tu redescend le verre, non ?
Donc, tu monte le verre, avec un poids P-p1, P étant le poids du verre sans tube, et p1 le poids de l'eau "capillaire" soutenue par le support du tube.
Là, tu ne gagne pas d'énergie, tu en dépenses (P-p1)h.
Ensuite, quand tu redescend le verre, il ne pèse plus que P-p2, p2 étant le poids de l'eau restée dans le tube. Tu récupères donc (P-p2)h.
En tout, tu as perdu
(P-p1)h - (P-p2)h
= h (p2 - p1)

Ensuite, quand tu ouvres le tube, une quantité d'eau de poids p2 tombe d'une hauteur h, ce qui te permet de récupérer h p2.

Bilan, tu as gagné
h (p2 - p2 + p1) = h p1.

Ce qui se simplifie en laissant le tube se dérouler librement. Une fois en haut, après avoir dépensé h (P-p1), tu entailles le tube sur toute la longueur. L'eau qui était montée tout seule par capillarité retombe dans le verre (hauteur négligée devant le trajet du verre). Puis tu redescend le verre, de poids P en gagnant hP.
Bilan, tu as bien gagné h (P - P + p1) = h p1.

Et ce que je dis plus haut, c'est que l'énergie de liaison entre l'eau et les parois immergées du tube, hydrophile, due à la tension superficielle à l'interface eau-solide, vaut justement h p1.
Après, il faudrait détailler pour être sûr.
-----

[invite6b2d3a26]

Super, c'est bien clair comme cela: merci c'est sympa.

Dans ton calcul, il est possible de refaire tomber l'eau du tube ? parce que tu dis que le système gagne (h p1) le bilan énergétique doit être nul, comment obtient on l'annulation ? Le tube ne peut pas fournir d'énergie.

[Pio2001]

Non, l'eau est déjà tombée du tube.

On doit obtenir l'annulation en tenant compte de l'énergie potentielle de Van der Waals du système tube / eau. Cette même énergie qui soulève l'eau par capillarité.

Entre les forces de Van der Waals eau-tube, les forces de Van der Waals air-tube, la dépression dans la colonne d'eau qui est montée, la tension superficielle en haut de la colonne d'eau, et les effets de la courbure du ménisque sur la pression à la surface, je te raconte pas le bilan des forces !

[Pio2001]

Mhhh, à la réflexion, il faut aussi prendre en compte les forces de Van der Waals eau-eau, ce sont elles qui tirent le ménisque vers le haut quand il monte tout seul.

Par contre, ce ne sont pas elles qui travaillent lorsqu'on soulève le verre, puisque c'est l'interface eau-tube qui gagne de l'énergie.

C'est un truc de fou !

[invite6b2d3a26]

Non, l'eau est déjà tombée du tube.

Dans le 2° mécanisme avec l'enroulement du tube, si l'eau arrive à tomber lorsque le tube est déroulé elle fournie de l'énergie or pour la monter on n'a pas utilisé d'énergie ? Si tu peux m'expliquer un peu ?


Dans le 1° système: ouverture du tube sous l'eau:

On doit obtenir l'annulation en tenant compte de l'énergie potentielle de Van der Waals du système tube / eau. Cette même énergie qui soulève l'eau par capillarité.

J'ai bien regardé les dessins qu'il y a sur Wikipédia et l'eau monte bien à l'intérieur par contre si l'attraction ne dépendait pas du fait que le tube soit fermé ou pas, l'eau montrait à la même hauteur sur les côtés externes du tube et il n'en est rien ! Il y a bien une petit montée représentée (preuve que l'auteur y a pensé) mais elle est très faible en regard à l'intérieur. Ca pose un sacré problème, car pour ouvrir le tube dans l'eau, LPFR disait qu'il n'y avait que la poussée d'Archimède... A ce titre, je ne comprends pas pourquoi l'eau monte plus à l'intérieur qu'à l'extérieur ?

C'est un truc de fou !

ben, je pensais pas que c'était aussi difficile à faire comme bilan ! par contre je trouve cela intéressant car ça permet de comprendre finement les choses.

[Pio2001]

Dans le 2° mécanisme avec l'enroulement du tube, si l'eau arrive à tomber lorsque le tube est déroulé elle fournie de l'énergie or pour la monter on n'a pas utilisé d'énergie ? Si tu peux m'expliquer un peu ?

Ca, c'est simple, si le tube reste en haut et rempli (avec un bouchon au bout), le verre redescend à moitié vide. Il manque toute l'eau contenue dans le tube.

A la montée, disons sur 10 mètres, avec une montée capillaire de 1cm au-dessus du niveau du verre, lorsqu'on est à mi-chemin, il y a 5 mètres de tuyau enroulés au fond du verre, pleins d'eau, plus 1 cm de tuyau rempli juste au-dessus.
A ce moment là, on soutient toujours le poids de tout le verre, sauf les 1 cm du haut, qui sont portés par le tuyau et son support.

A la redescente, on ne regagne que l'énergie de la moitié d'eau qu'il reste dans le verre, puis l'autre moitié lorsqu'on ouvre le tuyau.

Dans le 1° système: ouverture du tube sous l'eau:
(...) Ca pose un sacré problème, car pour ouvrir le tube dans l'eau, LPFR disait qu'il n'y avait que la poussée d'Archimède...

Pour la partie immergée du tube, seule la poussée d'Archimède est à prendre en compte.

Ce que dit LPFR, qu'il me corrige si je me trompe, c'est qu'il n'y a pas de force capillaire à prendre en compte lorsqu'un élément de tube est totalement immergé.
Il subit la poussée d'Archimède, mais on peut utiliser un tube dont les parois sont aussi fines qu'on veut, donc provoquant une poussée d'Archimède aussi faible qu'on veut.

Mais ouvrir la partie émergée demande beaucoup de travail. Il faut séparer les deux morceaux, ce qui demande de travailler contre la tension superficielle des nouvelles surfaces créés plus la pression hydrostatique négative. Pour "faciliter" le problème, à mesure que l'on sépare les deux moitiés, la hauteur diminue. Il vaut mieux regarder la situation initiale et finale. Au "pif", il me semble que si on néglige la hauteur du ménisque des deux demi-tubes, le travail à fournir est l'énergie potentielle de la colonne capillaire: ½ mgh.

Je suis assez d'accord sur la réversibilité de la chose : les énergies à refournir ont été à l'origine données pour faire monter la colonne d'eau. Leur total doit donc bien être égal à l'énergie potentielle de pesanteur gagnée par l'eau.

En revanche, je vois les détails différemment. Si l'eau monte, c'est parce qu'elle préfère être collée à un solide qu'à l'air.
Selon la géométrie de l'écoulement, il n'y aura pas forcément de surface significative eau/air créée. En revanche, il faudra refournir l'énergie potentielle gagnée par la formation de l'interface eau/parois internes du tube.

Mais tout ceci ne concerne qu'un point de détail qui ne pose pas de problème. Verre en bas, on fait monter l'eau de 1cm en plongeant le tuyau dans le liquide, verre en haut, on la fait redescendre de 1 cm en ouvrant le tuyau.

Le vrai problème concerne toute la montée qui s'effectue contre un poids P-p1, et la descente qui est censée s'effectuer accompagnée d'un poids P.

La seule chose que je vois, c'est qu'à la redescente, au fur et à mesure que le tube éventré sort de l'eau et sèche, il consomme de l'énergie potentielle de Van der Waals (on passe d'une interface eau / solide, très chargée en énergie, à une interface air / solide, moins énergétique), et que ce degré de liberté est à l'origine d'une force égale à p1 et dirigée vers le haut, de sorte qu'à la redescente, c'est une force P-p1 qui nous accompagne.

Outre l'idée "ad hoc" qu'il faut bien qu'il y ait quelque chose pour équilibrer le bilan et ne pas partir en mouvement perpétuel, je le justifie en observant que lorsqu'on monte le verre, s'il ne pèse que P-p1, c'est parce qu'il y a 1 cm d'eau accrochée aux parois internes du tube, et que cette force d'adhésion dérive précisément du gain d'énergie potentielle de Van der Waals qu'obtient l'eau en mouillant les parois du tube capillaire.

A la réflexion, je crois d'ailleurs que la valeur p1 pourrait être très différente du poids de la colonne d'eau. Celle-ci n'existe en effet plus à la redescente. Seuls comptent les amorces de ménisque sur les parois du tube.

En fait, cela voudrait dire qu'au repos, le tube ne subit pas le poids de la colonne d'eau, mais seulement des amorces de ménisques... ou alors une force dérivée de la ligne triple eau/air/solide sans tenir compte des poids d'eau en présence...

Cela me dépasse...

[LPFR]

A la réflexion, je crois d'ailleurs que la valeur p1 pourrait être très différente du poids de la colonne d'eau. Celle-ci n'existe en effet plus à la redescente. Seuls comptent les amorces de ménisque sur les parois du tube.

En fait, cela voudrait dire qu'au repos, le tube ne subit pas le poids de la colonne d'eau, mais seulement des amorces de ménisques... ou alors une force dérivée de la ligne triple eau/air/solide sans tenir compte des poids d'eau en présence...

Cela me dépasse...

Bonjour.
Pour un angle de contact nul (mouillabilité totale), la force qu'un ménisque exerce sur une paroi est de gamma.L, où gamma est la tension superficielle et L la longueur du ménisque.
Cette force, à l'intérieur du tube est précisément celle qui soutient la colonne d'eau (la loi de Jurin).
Donc, quand vous touchez la surface de l'eau avec un tube mouillable, vous aurez une force vers le haut égale à 2π(Re+Ri)γ.

Si on ouvre le tube, la force augmentera de 2(Re-Ri)γ, au même temps que l'eau descend.
Au revoir.

[invite6b2d3a26]

Merci Pio2001 pour tes explications

Donc, quand vous touchez la surface de l'eau avec un tube mouillable, vous aurez une force vers le haut égale à 2π(Re+Ri)γ.

Si on ouvre le tube, la force augmentera de 2(Re-Ri)γ, au même temps que l'eau descend.

Rappel: Le cycle consiste à monter le verre avec le tube fixé puis finir d'entrer complètement le tube dans l'eau, puis descendre le tout, puis à ouvrir le tube complètement dans l'eau, et enfin à sortir le tube. On recommence le cycle.

1/ Donc, quand on monte le verre (avec le tube fixé sur un support) cela veut dire que le verre n'est pas soulagé du poids de l'eau contenu dans la partie du tube émergée ? J'avais cru lire le contraire.

2/ Dans ce document: http://www.espci.fr/enseignement/dow...p?e=mflu&id=80 , on parle de la force d'attraction de l'eau sur une plaque verticale. C'est beaucoup moindre que le poids de l'eau soulagé par l'effet capillarité.

[LPFR]

Re.

1/ Donc, quand on monte le verre (avec le tube fixé sur un support) cela veut dire que le verre n'est pas soulagé du poids de l'eau contenu dans la partie du tube émergée ? J'avais cru lire le contraire.

Ce que j'ai dit n'est pas ça. Mais le verre est soulagé de plus que le poids de la colonne d'eau si l'angle de contact est le même pour la paroi interne que externe. Mais ces deux forces sont constantes (à l'équilibre) et ne dépendent pas de la profondeur à laquelle le tube est immergé.

2/ Dans ce document: http://www.espci.fr/enseignement/dow...p?e=mflu&id=80 , on parle de la force d'attraction de l'eau sur une plaque verticale. C'est beaucoup moindre que le poids de l'eau soulagé par l'effet capillarité.

J'ai lu en diagonale et je n'ai pas trouvé qu'ils dissent cela. Pouvez-vous m'indiquer la page et le paragraphe où vous avez lu ça?
A+

[invite6b2d3a26]

Ce que j'ai dit n'est pas ça. Mais le verre est soulagé de plus que le poids de la colonne d'eau si l'angle de contact est le même pour la paroi interne que externe. Mais ces deux forces sont constantes (à l'équilibre) et ne dépendent pas de la profondeur à laquelle le tube est immergé.

Oui, c'est ce que je me dis depuis hier car il y a un ménisque sur la plaque et aussi sur le tube.

paragraphe 3.1 (mais c'est peut être moi qui n'a pas compris), on dit que la force d'attraction = poids du ménisque pour une plaque. C'est vrai que les ménisques sont les mêmes pour le tube et la plaque mais moi je compare le poids du ménisque de la plaque avec le poids de l'eau soulagé à la montée parce que pour moi il y a un problème de bilan énergétique. Quelle est la force en plus ? Ou le truc que je n'ai pas vu dans mon cycle ?

[LPFR]

Oui, c'est ce que je me dis depuis hier car il y a un ménisque sur la plaque et aussi sur le tube.

paragraphe 3.1 (mais c'est peut être moi qui n'a pas compris), on dit que la force d'attraction = poids du ménisque pour une plaque. C'est vrai que les ménisques sont les mêmes pour le tube et la plaque mais moi je compare le poids du ménisque de la plaque avec le poids de l'eau soulagé à la montée parce que pour moi il y a un problème de bilan énergétique. Quelle est la force en plus ? Ou le truc que je n'ai pas vu dans mon cycle ?

Re.
Je vous confirme. C'est vous qui avez mal compris. Il n'y a que le cosθ pour tenir compte d'un angle de contact non nul.

Il n'y a pas de problème énergétique. Quand vous soulevez le verre, la force vers le haut est constante. Et elle est exactement la même quand vous abaissez le verre. En ignorant la poussée d'Archimède, bien sur.
A+

[invite6b2d3a26]

Alors quand on monte le verre on monte toute l'eau (mais l'expérience avec le sopalin me dit le contraire ), on monte aussi le poids de l'eau qui est situé dans la partie émergée ? Parce qu'à la descente, on descend l'ensemble et là forcément il y a tout le poids. Si vous pouvez détailler un peu ? Merci d'avance

[LPFR]

Re.
Je vous ai déjà expliqué: la force vers le haut due à la capillarité qui soulève les ménisques et la colonne d'eau à l'intérieur du tube est indépendante de la longueur de la partie immergée du tube ou du sopalin.
Et méfiez-vous de vos observations avec le sopalin. La mise en équilibre est très longue. Commencez par mesurer ce temps. Plongez l'extrémité d'un sopalin d'au moins 1 m de long dans une bassine et mesurez la hauteur atteinte par l'eau en fonction du temps. Faites la manip dans un endroit sans courants d'air et de préférence humide, pour éviter les complications avec l'évaporation de l'eau. Ou faites la manip avec de l'huile. Au "pif", l'équilibre prend quelques heures.
A+

[invite6b2d3a26]

Je vous ai déjà expliqué: la force vers le haut due à la capillarité qui soulève les ménisques et la colonne d'eau à l'intérieur du tube est indépendante de la longueur de la partie immergée du tube ou du sopalin.

Oui, j'avais compris. merci !


Je tente un bilan avec le cycle si vous pouvez situer mon erreur, je néglige le volume et le poids du tube:

1/ Le verre est posé sur la table, je place le tube juste au dessus, il ne touche pas encore l'eau
2/ Je déplace d'un chouillas le tube pour qu'il touche l'eau, le tube est fixé, l'eau monte toute seule d'une distance X, le poids du verre est allégé de la hauteur X de l'eau (c'est la partie émergée de l'eau)
3/ Je monte le verre, je ne monte lentement que le poids total P - le poids de l'eau X => coute le poids à monter P-X moins les forces des ménisques, c'est peut être ici mon problème ... je pourrai me dire que l'attraction du ménisque sera le même pour le tube et la plaque, mais je ne monte toujours pas le poids de l'eau X...je n'ai pas de pipette qui est beaucoup plus réactive qu'un sopalin mais si le poids à la montée est ôté de X alors il y a un problème.
4/ Je continue de monter jusqu'à ce que le tube soit complètement dans l'eau
5/ Je descend le tout => là je descends tout le poids P
6/ J'ouvre le tube => coute 0 énergie
7/ Je monte le tube jusqu'à ce qu'il soit émergé (qui est maintenant une plaque) => coûte les forces des ménisques
8/ Je referme la plaque pour former un tube => coute 0 énergie
9/ Le cycle recommence, bilan j'ai monté P-X et je descends P...

Merci d'avance

[LPFR]

Oui, j'avais compris. merci !


Je tente un bilan avec le cycle si vous pouvez situer mon erreur, je néglige le volume et le poids du tube:

1/ Le verre est posé sur la table, je place le tube juste au dessus, il ne touche pas encore l'eau
2/ Je déplace d'un chouillas le tube pour qu'il touche l'eau, le tube est fixé, l'eau monte toute seule d'une distance X, le poids du verre est allégé de la hauteur X de l'eau (c'est la partie émergée de l'eau)
3/ Je monte le verre, je ne monte lentement que le poids total P - le poids de l'eau X => coute le poids à monter P-X moins les forces des ménisques, c'est peut être ici mon problème ... je pourrai me dire que l'attraction du ménisque sera le même pour le tube et la plaque, mais je ne monte toujours pas le poids de l'eau X...je n'ai pas de pipette qui est beaucoup plus réactive qu'un sopalin mais si le poids à la montée est ôté de X alors il y a un problème.
4/ Je continue de monter jusqu'à ce que le tube soit complètement dans l'eau
5/ Je descend le tout => là je descends tout le poids P
6/ J'ouvre le tube => coute 0 énergie
7/ Je monte le tube jusqu'à ce qu'il soit émergé (qui est maintenant une plaque) => coûte les forces des ménisques
8/ Je referme la plaque pour former un tube => coute 0 énergie
9/ Le cycle recommence, bilan j'ai monté P-X et je descends P...

Merci d'avance

Re.
2-X - il est allégé du poids de la colonne plus du poids du ménisque extérieur.
3 P X - La force d'allégement est constante (de la valeur que je vous ai donné). C'est comme s'il y avait une ficelle qui tirait du verre vers le haut avec une force constante.
4- si le tube est complètement d'ans l'eau la situation à changé el la force de traction est nulle: il n'y a plus de ménisques. Si vous y tenez, il faut que vous décomposiez cette étape en détail.
7- Coûte le travail des forces de ménisques (celle que je vous ai donné). Plus que si le tube était fermé.
8 - Non. Vous gagnez de l'énergie.
9 - Oui, et le bilan du travail est nul. Car vous dépensez plus pour monter le tube ouvert que ce que vous gagnez en recouvrant le tube d'eau.
Et vous ne pouvez pas ignorer la phase finale, du plongeon total du tube dans l'eau. Restez avec le tube non totalement immergé (avec une longueur dehors plus grande que la colonne d'eau).

Avec des approximations et de négligences on peut faire tourner n'importe quel mobile perpétuel.
Il faut de la rigueur. Sauf que, dans ce cas, ils ne marchent plus.
A+

[invite6b2d3a26]

2-X - il est allégé du poids de la colonne plus du poids du ménisque extérieur.
3 P X - La force d'allégement est constante (de la valeur que je vous ai donné). C'est comme s'il y avait une ficelle qui tirait du verre vers le haut avec une force constante.
7- Coûte le travail des forces de ménisques (celle que je vous ai donné). Plus que si le tube était fermé.

OK

8 - Non. Vous gagnez de l'énergie.

là je ne comprends pas pourquoi

4- si le tube est complètement d'ans l'eau la situation à changé el la force de traction est nulle: il n'y a plus de ménisques. Si vous y tenez, il faut que vous décomposiez cette étape en détail.

9 - Oui, et le bilan du travail est nul. Car vous dépensez plus pour monter le tube ouvert que ce que vous gagnez en recouvrant le tube d'eau.
Et vous ne pouvez pas ignorer la phase finale, du plongeon total du tube dans l'eau. Restez avec le tube non totalement immergé (avec une longueur dehors plus grande que la colonne d'eau).

Avec des approximations et de négligences on peut faire tourner n'importe quel mobile perpétuel.
Il faut de la rigueur. Sauf que, dans ce cas, ils ne marchent plus.

Je vais le faire

Pour résumer, comme la force du ménisque c'est son poids, en gros: je perds pour la plaque la montée du ménisque intérieur soit son poids sur une hauteur H par contre avec un tube la force perdu du ménisque est bien son poids c'est idem... sauf que je ne monte jamais l'eau en tampon X, ici c'est X sur une hauteur H, c'est beaucoup plus grand, c'est comme cela que je vois les choses, j'ai l'impression que l'eau en tampon n'est jamais compté, j'y réfléchis

[invite6b2d3a26]

Je pense avoir un élément de réponse de la façon dont je vois les choses (je ne dis pas que j'ai raison ! je cherche à comprendre mes erreurs). On pourrait penser à priori que c'est le ménisque (uniquement celui qui est en haut) qui tient toute l'eau à l'intérieur du tube mais il n'en est rien c'est tout l'intérieur du tube qui tient l'eau, il y a, à l'intérieur du tube une multitude de lignes de ménisque (comme des lignes de champ) et c'est cela qui tient l'eau. C'est logique car chaque molécule s'accroche à la paroi et aussi à la molécule d'eau d'à côté, c'est comme si il y avait plein d'élastiques presque horizontaux à l'intérieur du tube, mais il y a la gravité et l'élastique au centre est tiré vers le bas. Les élastiques s'ajoutent les uns au dessus des autres et le poids au centre augmente pour l'élastique du haut, d'où la courbure du ménisque, au final il y a équilibre. Donc le tube aide à monter X sur H et la plaque nous force à fournir x sur H. X est le poids de la partie d'eau émergé et x est le poids du ménisque. Il y a une grosse différence, donc il y a une autre force autre part.

[invite6b2d3a26]

On peut peut-être réfléchir sur un tube qui se ferme en bas. Dès que l'eau a monté dans le tube, on ferme le bas du tube (porte). Ensuite, on monte d'un delta D le verre, on a monté certes d'un delta D toute l'eau du verre + la partie delta D de l'eau. Lorsqu'on ouvre la porte du tube, l'eau monte de la hauteur de la partie émergée. En fait, toute la colonne d'eau monte ! C'est ici que j'ai l'impression qu'il y a un bilan énergétique non nul. C'est sans doute une mauvaise façon de voir ou alors j'ai pas compris autre chose dans le cycle.

[invite6b2d3a26]

Pour le bilan énergétique:

Conditions:
A/ Je considère le poids du tube ainsi que son volume comme nuls.

B/ Dans le bilan, j'oublie volontairement les poids de ce qui est constant comme le verre et l'eau dans le verre. Car ce qui va monter va descendre.

C/ J'oublie volontairement les ménisques extérieurs au tube car ils sont constants.

Notations:

- L'eau monte toute seule d'une hauteur EH
- On monte le verre d'une hauteur H, avec H>EH
- La hauteur du tube est de EH+H
- Le poids du ménisque sur une face est de Pm (c'est le même pour le tube fermé ou ouvert)
- Le poids de l'eau qui monte toute seul (au premier contact du tube dans l'eau) dans la colonne sans le ménisque est de Pe

Cycle:

1/ En montant le verre, le système monte tout seul Pe + Pm d'une hauteur H.

2/ Je continue de monter le verre (il n'y a plus de capillarité) pour immerger complètement le tube.

2/ Je descends l'ensemble complet

3/ J'ouvre le tube

4/ Je remonte le tube qui est sous forme de plaque en perdant: Pm sur H et Pm sur EH

Bilan: Je gagne (Pe+Pm)*H - Pm*H - Pm*EH = Pe*H-Pm*EH comme Pe>>Pm et H>EH le résultat est différent de zéro.

Si vous pouvez m'aider à trouver mon erreur ? Merci d'avance.

[Pio2001]

Grâce aux explications de LPFR, je crois que j'ai compris le truc : si on néglige la différence entre le diamètre interne et la diamètre externe (tube à parois infiniment fines) à l'intérieur comme à l'extérieur du tube, la force du ménisque est la même, et la même quantité d'eau est soulevée.

Seulement à l'extérieur, l'élévation se répand à grande distance du tube, plusieurs fois son diamètre, de sorte que toute l'eau qui est montée à l'intérieur, à l'extérieur, est étalée sur une grande surface mais une petite hauteur.

Ainsi, pe et pm sont une seule et même chose : l'eau qui est montée dans le tube.

>1/ En montant le verre, le système monte tout seul Pe + Pm d'une hauteur H.

Donc, là, on ne prend que pe, ou pm, au choix, c'est la même chose.
Par contre, je n'irais pas jusqu'à dire qu'elle est montée d'une hauteur H. D'abord, le centre de gravité dela colonne est à H/2, ensuite, le niveau de l'eau dans le verre a baissé car cette même quantité est partie dans la tuyau.

2/ Je continue de monter le verre (il n'y a plus de capillarité) pour immerger complètement le tube.

Là, cela se complique, parce que l'eau va gicler par l'ouverture du haut du tube (forcément ouvert, sinon, la surpression lutterait contre la capillarité) et retomber dans le verre.

4/ Je remonte le tube qui est sous forme de plaque en perdant: Pm sur H et Pm sur EH

Tu perds Pm sur H. C'est la force du ménisque sur le côté de la plaque qui était à l'intérieur du tube.
Sur EH, ça dépend des forces en jeu lorsque l'eau déborde du tube capillaire quand celui-ci plonge complètement.

On va y arriver. La solution, c'est qu'un ménisque exerce une force égale à gamma*L. Gamma étant le coefficient de tension superficielle du liquide sur le solide, et L la longueur de la ligne où le ménisque touche le solide.

[invite6b2d3a26]

Très bien comme cela c'est clair pour le cycle !!! merci

Ce qui est étonnant c'est que la force interne et externe soit la même et que du coup on ne puisse pas ouvrir le tube rempli d'eau et l'air à l'extérieur. La force verticale externe n'engendre pas une force identique latérale externe identique à celle interne ?

Et si on utilise plusieurs tubes, on les utilise selon le cycle, et qu'une fois dans l'eau on les ouvre et on les collent ensembles (pas d'eau entre eux) dans ce cas les forces à la remontée diminuent, non ? Je diminue en quelque sorte la surface portante...

[invite6b2d3a26]

Et si on utilise plusieurs tubes, on les utilise selon le cycle, et qu'une fois dans l'eau on les ouvre et on les collent ensembles (pas d'eau entre eux) dans ce cas les forces à la remontée diminuent, non ? Je diminue en quelque sorte la surface portante...

ah ben non, en fait on peut pas enlever l'eau entre les plaques sans énergie.

Par contre, si en mathématiques on peut avoir une surface différente sans changer de volume, c'est tout bon... Car si on change pas de volume dans l'eau cela ne coute rien, la surface elle implique directement l'énergie prise au système.

[invite6b2d3a26]

Un cube rempli d'eau est dans l'air: volume 1m^3 surface 6m^2
On le rentre dans l'eau
On modifie sa forme pour le changer en sphère (volume 1m^3 et surface = 4.83m^2) mais sans changer de volume. Comme le volume ne change pas il n'y a pas de changement d'énergie dû à la pression. Comme il y a de l'eau à l'intérieur il y a la même tension de surface intérieur et extérieur, cela ne coûte rien.
On sort la sphère avec moins d'énergie que cela en coûte.
On suppose les parois très fines.

[Pio2001]

Cela peut s'expliquer si les forces d'attraction entre les molécules d'eau et le solide sont plus grandes que les forces d'attraction entre les molécules d'eau.
Il saut alors fournir de l'énergie pour arracher les molécules d'eau de la surface supprimée lors de la transformation du cube en sphère (car l'eau est incompressible) et les renvoyer à l'intérieur du verre d'eau.

[LPFR]

Bonjour.
@Pio:
L'eau ne gicle pas quand on enfonce le tube. Elle finit par une surface plane quand le tube est à ras de la surface.

J'arrête avec cette discussion.

Quoi que l'on explique à Yeldo, il continue avec son mobile perpétuel et à faire des affirmations idiotes (désolé, c'est le seul adjectif qui convienne) comme celles-ci:
"Car si on change pas de volume dans l'eau cela ne coute rien," (#52)
"Comme il y a de l'eau à l'intérieur il y a la même tension de surface intérieur et extérieur, cela ne coûte rien." (#53)

Au revoir.