Question un peu bête : verre

[invite21dfc132]

EDIT : Hibou tu parles de roches métamorphiques cristallisées mais c'est une mixture amorphe de bout de cristaux non ?

Ben, version française alors :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Granite

Le granite est une roche magmatique plutonique à texture grenue, c'est-à-dire entièrement cristallisée et composée de minéraux bien développés et visibles à l'œil nu.

Je veux bien que ça soit faisable de mesurer un coefficient viscoélastique sur du granite hein (apparemment ça l'est, même si j'ai toujours un peu de doutes quant à google translate), mais dans ce cas, différencier un verre d'un solide par sa viscosité n'a pas vraiment de sens.

Pour les roches métamorphiques, il y a peut-être du verre dans la scructure, mais wikipédia parle de recristallisation. Et puis les roches métamorphisée sont passées à des températures de l'ordre de Tc, donc oui, ça doit acquérir une fluidité toute relative...

Bref, s'ils semble qu'on puisse en effet mesurer un coefficient viscoélastique dans une roche totalement cristallisée comme le granite, alors je reste conforté dans mon idée que le verre n'a de commun avec un liquide que sa structure amorphe, et est un solide pour tout le reste.

Ensuite, en géol on peut parler de viscosité, en effet, mais ça va être pour des roches qui sont en général bien bien chauffées quand même.

En fait, après un peu de recherches google et pour conclure, je citerai cet article qui dit qu'au dessus de 10¹³ Poise, on considère le matériau comme un solide. Donc pas de soucis, on peut être un solide et avoir une viscosité finie.

http://math.ucr.edu/home/baez/physic...ass/glass.html

Après, je n'aime pas trop cet article qui donne une réponse de Normand, mais après tout, je crois que la chimie est pleine de choses comme ça. Enfin, j'aime mieux entendre dire « ni solide ni liquide » que « liquide très visqueux » .

Là où je suis d'accord, c'est la conclusion de cet article cité par le premier :

http://dwb.unl.edu/Teacher/NSF/C01/C...en/florin.html

Solide amorphe, point barre ! .

Bonne nuitée, cordialement,

Hibou
-----

[arrial]

'Soir ,


Pose ton Q s ur une masse de verre et attends qu'il fonde…

Les spéculations théoriques invalident tes spéculations,,et les observations itou.

Bon: si ta situation est de nier tout ce qui est tabli,;, dis le et lâche nous les roubignolls …



@+


Date d'inscription: mai 2011
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Les nombres complexes ont-ils une réalité physique ?

[arrial]

[Je ne suis pas géologue, mais il me semble qu'il y a comme le souligne gatsu avec le granite pas mal d'exemple de roche metamorphique amorphe qui se soient déformées bien loin du manteau uniquement sous charge...


Pur délire ‼

J'ai déjà répondu, et ma réponse a été censurée


Alors, j’estime que la connerie a sa raison d'être, certainement; mais ça sera sans moi.


*/***‼ ***

[inviteef36a523]

Effectivement je délirais... Mais heureusement tu étais la pour corriger le tir...

Comme pour le "au temps pour moi" d'ailleurs... M'enfin des fois tu ferais quand même bien de vérifier un peu plus ce que tu assures avec autant de conviction... source autre que wikipedia...

Concernant tes roubignolles, et la raison d’être de la connerie, ce sont des sujets passionnants et j'aimerais beaucoup pouvoir t'inviter a dîner pour que tu nous en parle plus longuement...


Sinon pour revenir au sujet de départ, quelques points.
-Un matériau peut très bien fluer, même en dessous de sa Tg, c'est le cas des TP. D'autres part un matériau amorphe ne flue pas forcement non plus (cas des alliages amorphes, des TD)
-le granite est effectivement un assemblage de microcristaux, l'obsidienne en revanche est amorphe et peut donc être apparentée a un verre.

Après le termes liquide ou solide, est bien trop mal défini pour couvrir l’étendue des matériaux... Parler de liquide infiniment visqueux dans le cas d'un verre n'est pas rigoureux certes, mais c'est une manière simple de voir la chose et cela répond bien a la question de départ.

[arrial]

Je ne suis pas géologue, mais il me semble qu'il y a comme le souligne gatsu avec le granite pas mal d'exemple de roche metamorphique amorphe qui se soient déformées bien loin du manteau uniquement sous charge...

[invite93279690]

Après, je n'aime pas trop cet article qui donne une réponse de Normand, mais après tout, je crois que la chimie est pleine de choses comme ça. Enfin, j'aime mieux entendre dire « ni solide ni liquide » que « liquide très visqueux » .

Je suis tout à fait d'accord pour dire que d'un point de vue pragmatique un verre est mécaniquement très proche d'un solide cristallin et ne diffère d'un tel solide que par sa structure de type liquide. Mon questionnement est plutot d'un point de vue thermodynamique je dirai.
En principe un solide cristallin minimise son énergie libre et si on ne change pas les contraintes imposées, il restera comme ça ad vitam aeternam. Les phénomènes de vieillissement des cristaux sont plus associés, de ce que j'en comprends, à la robustesse pratique de leur état cristallin au changement des contraintes (en température, charge ou que sais je) qui leur sont imposées.
Pour un verre, c'est en principe très different. C'est un état rigide certes, mais qui est loin de l'équilibre thermodynamique et de fait peut en principe encore minimiser son énergie libre.

Par ailleurs, si je reviens trois secondes aux liquides, dans la plupart des cas l'inverse de la viscosité suit une loi de type Arrhenius qui correspond au taux de transition pour passer d'une configuration du liquide à une configuration voisine.
Dans ce modèle, l'état d'un liquide standard à température ambiante va se ballader d'un minimum local à un autre dans un paysage d'énergie libre avec une fréquence de saut qui est inversement proportionnelle à la viscosité du liquide.

L'image thermodynamique typique actuelle (elle peut changer) qui est donnée pour un verre est précisément la même "sauf que" le temps de vie dans chaque minimum local est a priori infini pour chaque réalisation du verre. L'aspect liquide infiniment visqueux pour décrire un verre vient d'un point de vue thermodynamique de l'extrapolation de ce type de modèle de la viscosité d'un liquide à des températures proches sinon en dessous de Tg.

il n'est donc pas tout à fait débile de parler de liquide infiniment visqueux même si c'est à partir d'une extrapolation peut être hazardeuse des propriétés de certains liquides à des températures où on ne peut plus vraiment parler de liquide.

rmque: j'ai parlé ici de loi de type Arrhenius mais il est en fait justement observé des lois plutot de type superArrhenius au voisinage de Tg, ce qui explique la divergence de la "viscosité" à une température differente de zero.

[invite93279690]

Sinon pour revenir au sujet de départ, quelques points.
-Un matériau peut très bien fluer, même en dessous de sa Tg, c'est le cas des TP. D'autres part un matériau amorphe ne flue pas forcement non plus (cas des alliages amorphes, des TD)

Désolé de ne pas être expert mais c'est quoi les TP et les TD (j'imagine que ce n'est pas travaux pratiques et travaux dirigés) .

[obi76]

Bon, ça suffit. Je ne peux actuellement pas être H24 sur le forum, alors désolé de ne pas pouvoir être suffisamment réactif pour éviter ces dérapages.

Pour répondre à gatsu : MMC = mécanique des milieux continus

Pour répondre à arrial : http://www.academie-francaise.fr/lan....html#au_temps

Alors maintenant arrêtez un peu vos gamineries, sinon il va falloir qu'on passe un stade au dessus.

Pour la modération,

[arrial]

Oui enfin si tu mets un liquide sous aucune contrainte (pas même la gravité hein) tu vas pas le voir bouger non plus en moyenne.


*** attaque perso *****

... si ... il va se conformer à une symétrie sphérique ...

[arrial]

Sinon, dire que la viscosité est infinie, ma foi pourquoi pas ...

... sauf que, l'infini n'existant pas en physique, le verre est bien un solide : nous sommes donc pleinement d'accord ...

[inviteef36a523]

Désolé de ne pas être expert mais c'est quoi les TP et les TD (j'imagine que ce n'est pas travaux pratiques et travaux dirigés) .

Au temps pour moi*, j'aurais du préciser...
-TP=thermoplatiques (les "plastiques" qui fondent, qui s'injectent etc...)
-TD=thermodur (les "plastiques" réticulés, epoxy, résine polyester, polyuréthane etc... ceux là ont une Tg, mais ne deviendront jamais liquide.

*dédicace

[invite93279690]

Un exemple: ici

En feuilletant les 55 pages j'ai rien de trouvé d'ultra concluant sur le caractère non visqueux du verre (ils parlent aussi beaucoup de frittage et je ne sais pas si c'est en rapport avec notre discussion).
Tu peux préciser une page ou un chapitre au moins qui conforterait tes dires ?

[invite93279690]

J'ai regardé à nouveau dans la litterature et mon point de vue sur la thermodynamique d'un verre reste la même.

Je rappelle que par "viscosité infinie" je veux dire qu'un verre est un liquide dynamiquement bloqué dans un minimum local de son paysage d'énergie libre.

Cela lui donne des caractéristiques mécaniques proches d'un cristal (je suis bien obligé de considérer un exemple de solide où tout le monde est d'accord) mais je suis plutot à la recherche de signatures de cet "arret dynamique".

Un fait de physique statistique qui le différencie demblé d'un cristal (qui est un état d'équilibre thermodynamique) est sa nonergodicité qui a par exemple été calculée et comparée à l'experience ici (désolé je n'ai pas le droit de mettre le papier en lien).

[invite93279690]

Désolé pour la flopé de messages mais sion pour l'histoire de la viscosité du verre il y a ça aussi. Je ne sais pas par contre si la viscosité est moins élevée que celle n'importe quel cristal

[invite21dfc132]

Bonjour,

Je n'ai pas grande chose à l'encontre du terme « viscosité infinie » hormis l'idée de liquide qu'il véhicule. Cependant, le mot « infini » réfute toute possibilité d'écoulement, y compris à des échelles de temps géologiques (et comme je l'ai déjà dit, je n'aime pas les infinis en physique). Ce que je pense faux, c'est cette idée véhiculée par le terme « liquide » qui laisse donc penser qu'il peut y avoir une dynamique à une échelle de temps très longue (du moins une dynamique qui différencierait un verre d'un solide cristallin puisque c'est uniquement de ça que je veux parler ici).

J'approuve tout ce que tu dis sur les énergie libres d'activation (je préfèrerais d'ailleurs parler d'enthalpie libre plus que d'énergie libre, il y a de fortes chances qu'on soit plus à pression qu'à volume constant ici). Tel que je le vois, et je n'ai pas l'impression que tu sois en désaccord avec moi là dessus, la viscosité étant, à l'échelle microscopique, un phénomène d'échange de particules entre cellules de fluide, on peut imaginer un processus qui consiste à prendre une molécule et la déplacer d'un point à un autre dans une structure fluide en déplaçant et réorganisant les autres molécules du fluide sur son passage.

Ce déplacement a un coût entropique et énergétique, puisqu'on ouvre un chemin dans le fluide et qu'on le referme ensuite, les enthalpies libres de l'état final et initial sont les mêmes. La viscosité a donc une enthalpie libre d'activation qui correspond à cette ouverture de chemin (changements de conformation et/ou déplacements de molécules).

Contrairement à ce que tu penses ensuite, il y a une grosse différence thermo entre le verre et le liquide : c'est vrai que le verre est un état métastable. Comme le diamant d'ailleurs. Et on n'a jamais vu un diamant se transformer en graphite spontanément, même à des échelles de temps géologiques ! Mais un liquide est quant à lui tout ce qui a de plus stable thermodynamiquement. Donc on a déjà une vraie grosse différence, mais je suis prêt à faire des concessions, admettons alors que l'on parle d'un liquide surfondu.

Dans le cas du verre et du liquide surfondu, on se trouve donc en effet sur une surface d'enthalpie libre, mais on n'est pas au point le plus bas (métastabilité, le point le plus bas est le cristal). Le liquide, lui a accès à une grande partie de cette surface, plutôt plane au demeurant, avec un trou entouré d'une digue quelque part. Le bosselage conformationnel de cette surface est plus petit que l'agitation thermique, elle même plus petite que la digue qui entoure le trou, le liquide n'est pas bloqué dans un minimum local. Dans le cas du verre, on a agitation thermique << toutes les énergies d'activation, et rien ne permet d'affirmer que les bosses conformationnelles sont plus petites que la digue, si tant est que parler d'une digue dans ce cas ait encore un sens.

Là s'arrêtent mes connaissances et je suis sûr qu'un chimiste théoricien aurait des choses à dire sur les ordres de grandeurs des différentes énergies d'activations et les constantes de temps associées, mais mon intuition me dit que, puisqu'on ne saurait initier une cristallisation dans du verre en le mettant en contact avec un petit cristal de silice (alors que ça marche très bien avec un liquide surfondu), c'est donc bien plus un problème de « sortir du minimum » local que de « passer la digue ». Autrement dit, si par miracle le verre sortait de son minimum local, je pense qu'il aurait plus tendance à cristalliser qu'à « couler » (alors qu'un liquide surfondu, en tant que liquide, saute d'un minimum local à un autre, mais sans cristalliser pour autant).

Le document que tu viens de donner, sinon, donne des viscosité de l'ordre de 10¹¹Pa.s^-1 à 500°C pour le plus mou des verres, sachant que dans le document que j'avais donné hier soir, on parlait de solide à partir de 10¹³ Poiseuille...

Cordialement,

Hibou

[invite93279690]

Là s'arrêtent mes connaissances et je suis sûr qu'un chimiste théoricien aurait des choses à dire sur les ordres de grandeurs des différentes énergies d'activations et les constantes de temps associées, mais mon intuition me dit que, puisqu'on ne saurait initier une cristallisation dans du verre en le mettant en contact avec un petit cristal de silice (alors que ça marche très bien avec un liquide surfondu), c'est donc bien plus un problème de « sortir du minimum » local que de « passer la digue ». Autrement dit, si par miracle le verre sortait de son minimum local, je pense qu'il aurait plus tendance à cristalliser qu'à « couler » (alors qu'un liquide surfondu, en tant que liquide, saute d'un minimum local à un autre, mais sans cristalliser pour autant).

Oui je suis d'accord là dessus mais mon opinion sur le dernier point est que le nombre d'états "liquides" à visiter avant d'atteindre l'équilibre est tellement grand par rapport au nombre d'états correspondant justement à l'équilibre que les visiter tout en relaxant peut faire comme si ça coulait. Comme tu l'as dit on est pas bloqué par une digue ici qui nous empeche d'aller direct dans le minimum global mais on est bloqué par un minimum local perdu dans une foret de minima et il faut trouver l'équilibre dans ce bord..l. Mais c'est plus une intuition qu'une opinion bien fondée.

Le document que tu viens de donner, sinon, donne des viscosité de l'ordre de 10¹¹Pa.s^-1 à 500°C pour le plus mou des verres, sachant que dans le document que j'avais donné hier soir, on parlait de solide à partir de 10¹³ Poiseuille...

Même si ça n'a pas été hyper clair au départ je suis tout à fait d'accord pour dire qu'un verre a toutes les propriétés d'un solide mais à la question "qu'est ce qu'un verre ?" je trouve qu'il n'y a pas de meilleure image que "un liquide à l'arret ou à viscosité infinie" qui d'ailleurs est l'image actuel qu'ont les gens du sujet d'un verre.

[arrial]

Pour répondre à arrial : http://www.academie-francaise.fr/lan....html#au_temps

On peut comprendre cela de la part des académiciens : manifestement, le temps leur est compté.
Mais leur acception n'est nullement plus légitime que celle qu'ils récusent.

@+

[invite2b505b01]

je trouve qu'il n'y a pas de meilleure image que "un liquide à l'arret ou à viscosité infinie" qui d'ailleurs est l'image actuel qu'ont les gens du sujet d'un verre.

Tu prêches pour ta paroisse : on peut le voir de façon diamétralement opposée : c'est comme un cristal complètement désordonné. Franchement ça ne me semble pas moins bien, et évite de faire intervenir de l'infini.

Pourquoi ne pas accepter deux définitions ? L'une macroscopique, genre c'est dur, ça casse, ça n'épouse pas la forme du contenant, et l'autre à l'échelle des arrangements atomiques ?

[invite93279690]

Tu prêches pour ta paroisse : on peut le voir de façon diamétralement opposée : c'est comme un cristal complètement désordonné. Franchement ça ne me semble pas moins bien, et évite de faire intervenir de l'infini.

Pourquoi ne pas accepter deux définitions ? L'une macroscopique, genre c'est dur, ça casse, ça n'épouse pas la forme du contenant, et l'autre à l'échelle des arrangements atomiques ?

Parce que la façon d'y arriver n'est pas du tout la même. Un verre est littéralement un liquide dont la dynamique est devenue extremement lente jusqu'à être complètement figée, ce qui n'est pas le cas d'un cristal que je sache.
Après faut arreter avec les histoires d'infinis qui ne sont pas physiques, pourquoi ça vous gène pour un verre et pas pour un photon par exemple ou pour un observateur exterieur à un trou noir observant un collègue se figer progressivement en se rapprochant de l'horizon ?

[invite2b505b01]

Ce que je veux dire, c'est que tu pars de ce que tu veux démontrer, et, tu t'en sers comme base pour le démontrer. Bah forcément ça semble logique. J'ai pas spécialement d'opinion sur le sujet, mais, oui, macroscopiquement et bêtement à mon niveau, je vois rarement des trucs infinis. Ça semble particulièrement tiré par les cheveux quand, parmi deux choix, on choisit la justification la plus compliquée mais dans le cas particulier où telle grandeur est infinie. Pour moi le passage à l'infini JUSTIFIE le changement de phase. C'est parce qu'on ne peut plus exprimer la grandeur caractéristique du fluide qu'on peut dire que ce n'est plus un fluide.
Un cristal est un fluide dont la dynamique est devenue lente, mais qui s'est figé de manière ordonnée. Ça ne me choque pas plus. Bah pas de la même manière, mais sans parti pris, d'un point de vue presque épistémologique c'est ni pire ni mieux selon moi

[mach3]

Un cristal est un fluide dont la dynamique est devenue lente, mais qui s'est figé de manière ordonnée. Ça ne me choque pas plus.

ben moi ça me choque énormément... C'est oublier tout le processus de nucléation-croissance responsable de la formation de cristaux, pas grand chose à voir avec un figement.

m@ch3

[invite93279690]

Ce que je veux dire, c'est que tu pars de ce que tu veux démontrer, et, tu t'en sers comme base pour le démontrer. Bah forcément ça semble logique. J'ai pas spécialement d'opinion sur le sujet, mais, oui, macroscopiquement et bêtement à mon niveau, je vois rarement des trucs infinis. Ça semble particulièrement tiré par les cheveux quand, parmi deux choix, on choisit la justification la plus compliquée mais dans le cas particulier où telle grandeur est infinie. Pour moi le passage à l'infini JUSTIFIE le changement de phase. C'est parce qu'on ne peut plus exprimer la grandeur caractéristique du fluide qu'on peut dire que ce n'est plus un fluide.

Tu te méprends je n'ai aucun a priori sur les verres, je lis juste les papiers sur le sujet et peut importe la manip, tout le monde décrit la transition vitreuse de la façon dont je le fais i.e. un liquide dont la viscosité semble diverger. Après ce qu'il reste de cet aspect dynamique en dessous de Tg est apparemment déliact à discerner et il faudrait aller regarder du coté de la "mode coupling therory" peut être pour y comprendre quelque chose.

Un cristal est un fluide dont la dynamique est devenue lente, mais qui s'est figé de manière ordonnée. Ça ne me choque pas plus. Bah pas de la même manière, mais sans parti pris, d'un point de vue presque épistémologique c'est ni pire ni mieux selon moi

Comme dit précédemment, un cristal est en principe à l'équilibre thermodynamique et par conséquent a une dynamique ergodique ce qui n'est le cas d'aucun verre.
En outre, comme le souligne mach3 si c'était simplement un "cristal désordonné" comme tu dis, les gens ne se prendraient pas encore la tête ne serait ce que pour savoir si la transition vitreuse est une transition de phase ou non et si oui de quel type.

[invite2b505b01]

Oui, d'accord, mon point n'était pas de dire que c'est pareil, mais que dans les deux cas il y avait un passage d'un état A à B avec des propriétés radicalement différentes (grandeur qui devient infinie, un verre ça casse (!!)) qui dans un cas justifierait un changement d'état, et dans l'autre non.

Je veux dire dans un cas, je dis que le verre c'est pareil qu'un liquide en oubliant la viscosité; dans l'autre c'est pareil qu'un solide en oubliant les différences. Vous me dites que microscopiquement la seconde solution tient mieux, je trouve que macroscopiquement non. (peut être à tort)