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Concept
Surface spécifique
Résumé
La surface spécifique désigne le rapport de la superficie de la surface réelle d'un objet (par opposition à sa surface apparente) et de la quantité de matière de l'objet (en général sa masse, parfois son volume apparent). On l'exprime donc généralement comme une aire massique, en unités de surface par unité de masse : en mètres carrés par kilogramme (), l'unité SI, ou en mètres carrés par gramme ( = ). Quand la surface spécifique est rapportée au volume (aire volumique), on l'exprime en unités de surface par unité de volume, par exemple en mètres carrés par mètre cube, l'unité SI, c'est-à-dire en (= ).
La surface spécifique a une grande importance pour les phénomènes faisant intervenir les surfaces (adsorption, absorption, catalyse, échanges de chaleur). Elle est surtout intéressante pour les matériaux divisés (poudres, mousses, pailles métalliques), car c'est seulement pour ce type de matériaux qu'elle ne dépend pas de la masse de l'objet considéré, à l'instar des autres grandeurs spécifiques.
Prenons un cube d'arête a présentant des rayures régulières, les rayures ayant un profil triangulaire. La surface apparente S du cube est la somme des aires de ses six faces :
Mais regardons une face de près : chaque rayure est un sillon, il faut prendre en compte l'aire des flancs de chaque sillon. Si l'on « déplie » la surface, on voit que l'on obtient une aire plus grande que la surface apparente ; la surface réelle est supérieure à la surface apparente (elles ne sont égales que si la surface est strictement plane et lisse) :
La surface spécifique d'un tel cube sera donc supérieure à celle d'un cube lisse.
Un pore est une cavité dans un objet. On distingue deux sortes de pores : les pores fermés, qui ne communiquent pas avec l'extérieur, et les pores ouverts qui sont reliés à l'extérieur, soit directement, soit via d'autres pores et un réseau de canaux ou de fissures. Les fluides peuvent diffuser dans les pores ouverts, qui participent ainsi à la surface réelle (et donc à la surface spécifique).
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