Comprendre l’eau et la viscosité

Cette séance de cours explore les propriétés fascinantes de l'eau, telles que ses transitions de phase, sa tension superficielle et son comportement complexe dans différentes conditions. La discussion couvre la structure de l'eau, son diagramme de phase et le concept de viscosité, y compris la relation d'Arrhenius. La séance de cours explore également le monde fascinant des fluides non newtoniens, en utilisant le ketchup comme exemple, et comment sa viscosité change sous différentes forces. De plus, la séance de cours aborde la technologie innovante des revêtements de surface capables de manipuler le comportement des fluides, offrant un aperçu de la nature complexe de la dynamique des fluides et de ses applications pratiques.

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Concepts associés (25)

PHYS-468: Physics of life

Life has emerged on our planet from physical principles such as molecular self-organization, thermodynamics, stochastics and iterative refinement. This course will introduce the physical methods to st

Mécanique des fluides

La mécanique des fluides est un domaine de la physique consacré à l’étude du comportement des fluides (liquides, gaz et plasmas) et des forces internes associées. C’est une branche de la mécanique des milieux continus qui modélise la matière à l’aide de particules assez petites pour relever de l’analyse mathématique, mais assez grandes par rapport aux molécules pour être décrites par des fonctions continues. Elle comprend deux sous-domaines : la statique des fluides, qui est l’étude des fluides au repos, et la dynamique des fluides, qui est l’étude des fluides en mouvement.

Fluide non newtonien

Un fluide non newtonien est un fluide qui ne suit pas la loi de viscosité de Newton, c'est-à-dire une viscosité constante indépendante de la contrainte. Dans les fluides non newtoniens, la viscosité peut changer lorsqu'elle est soumise à une force pour devenir plus liquide ou plus solide. Le ketchup, par exemple, devient plus coulant lorsqu'il est secoué et se comporte donc de manière non newtonienne.

Dynamique des fluides

La dynamique des fluides (hydrodynamique ou aérodynamique), est l'étude des mouvements des fluides, qu'ils soient liquides ou gazeux. Elle fait partie de la mécanique des fluides avec l'hydrostatique (statique des fluides). La résolution d'un problème de dynamique des fluides demande de calculer diverses propriétés des fluides comme la vitesse, la viscosité, la densité, la pression et la température en tant que fonctions de l'espace et du temps.

Fluide newtonien

On appelle fluide newtonien (en hommage à Isaac Newton) un fluide dont la loi contrainte – vitesse de déformation est linéaire. La constante de proportionnalité est appelée viscosité. Viscosité L’équation décrivant le « comportement newtonien » en description eulérienne est : où : est la contrainte de cisaillement exercée par le fluide (à l'origine des forces de traînée), exprimée en Pa ; est la viscosité dynamique du fluide — une constante de proportionnalité caractéristique du matériau, en ; est le gradient de vitesse perpendiculaire à la direction de cisaillement, en s−1.

Loi d'Ostwald–de Waele

La loi d’Ostwald-de Waele ou loi en puissance est une loi de puissance définissant les fluides sans seuil. Elle relie la contrainte de cisaillement au taux de cisaillement. La loi d’Ostwald-de Waele est un modèle mathématique simple permettant de modéliser facilement un fluide non-newtonien sans seuil en reliant la contrainte de cisaillement τ (tau) au taux de cisaillement (gamma point) : où : K est une constante : l’indice de consistance ; n un nombre sans dimension : l’indice d’écoulement.

Comprendre la viscosité : les fluides newtoniens ME-280: Fluid mechanics (for GM)

Explore la viscosité dans les fluides newtoniens, en discutant de la contrainte de cisaillement, de la vitesse de déformation de cisaillement et de la compressibilité, avec des exemples de comportements d'épaississement et d'amincissement du cisaillement.

Dynamique des fluides: Introduction et lois de conservation ME-280: Fluid mechanics (for GM)

Introduit la dynamique des fluides, couvrant les lois de conservation, la viscosité et les propriétés des fluides.

Fluides et électromagnétisme PHYS-108: General physics : fluids and electromagnetism

Explore l'écoulement des fluides, la violation du théorème de Bernoulli, la viscosité et la force nécessaire pour faire tourner des cylindres avec différents fluides.

Faites glisser sur une Sphère et des Mécaniques Fluides Newtoniens ME-201: Continuum mechanics

Couvre l'analyse de la traînée sur une sphère en mécanique des fluides newtoniens, en se concentrant sur les paramètres clés et la signification du nombre de Reynolds.

Fluides épaississants au cisaillement: étude expérimentale ME-201: Continuum mechanics

Explore le comportement des fluides épaississants de cisaillement, la transition entre solide et liquide.