Tension superficielle vs Viscosité
La viscosité et la tension superficielle sont deux phénomènes très importants concernant la mécanique et la statique des fluides. Des domaines comme l'hydrodynamique, l'aérodynamique ou encore l'aviation sont concernés par les conséquences de ces phénomènes. Il est indispensable d'avoir une bonne connaissance de ces phénomènes pour exceller dans de tels domaines. Cet article comparera la viscosité et la tension superficielle et présentera les différences entre les deux.
Qu'est-ce que la tension superficielle ?
Considère un liquide homogène. Chaque molécule dans les parties centrales du liquide aura exactement la même quantité de force la tirant de chaque côté. Les molécules environnantes tirent la molécule centrale uniformément dans toutes les directions. Considérons maintenant une molécule de surface. Il n'a que des forces agissant sur lui vers le liquide. Les forces d'adhérence air-liquide ne sont même pas aussi fortes que les forces de cohésion liquide-liquide. Par conséquent, les molécules de surface sont attirées vers le centre du liquide, créant une couche compacte de molécules. Cette couche superficielle de molécules agit comme un film mince sur le liquide. Si nous prenons l'exemple réel du marcheur d'eau, il utilise ce film mince pour se placer à la surface de l'eau. Il glisse sur cette couche. Si ce n'était pas pour cette couche, elle serait noyée immédiatement. La tension superficielle est définie comme la force parallèle à la surface perpendiculaire à une ligne de longueur unitaire tracée sur la surface. Les unités de tension superficielle sont Nm-1 La tension superficielle est également définie comme l'énergie par unité de surface. Cela donne également à la tension superficielle une nouvelle unité Jm-2 La tension superficielle, qui se produit entre deux fluides non miscibles, est connue sous le nom de tension interfaciale.
Qu'est-ce que la viscosité ?
La viscosité est définie comme une mesure de la résistance d'un fluide, qui est déformé par une contrainte de cisaillement ou une contrainte de traction. En termes plus courants, la viscosité est le « frottement interne » d'un fluide. On l'appelle aussi l'épaisseur d'un fluide. La viscosité est simplement le frottement entre deux couches d'un fluide lorsque les deux couches se déplacent l'une par rapport à l'autre. Sir Isaac Newton était un pionnier de la mécanique des fluides. Il a postulé que, pour un fluide newtonien, la contrainte de cisaillement entre les couches est proportionnelle au gradient de vitesse dans la direction perpendiculaire aux couches. La constante proportionnelle (facteur de proportionnalité) utilisée ici est la viscosité du fluide. La viscosité est généralement désignée par la lettre grecque "µ". La viscosité d'un fluide peut être mesurée à l'aide de viscosimètres et de rhéomètres. Les unités de viscosité sont les Pascal-secondes (ou Nm-2s). Le système cgs utilise l'unité "poise" du nom de Jean Louis Marie Poiseuille pour mesurer la viscosité. La viscosité d'un fluide peut également être mesurée par plusieurs expériences. La viscosité d'un fluide dépend de la température. La viscosité diminue à mesure que la température augmente.
τ=μ ∂u/∂y
Les équations et les modèles de viscosité sont très complexes pour les fluides non newtoniens.
Quelle est la différence entre la tension superficielle et la viscosité ?
• La tension superficielle peut être considérée comme un incident qui se produit dans les liquides en raison des forces intermoléculaires déséquilibrées, tandis que la viscosité se produit en raison des forces exercées sur les molécules en mouvement.
• La tension superficielle est présente dans les fluides en mouvement et non en mouvement, mais la viscosité n'apparaît que dans les fluides en mouvement.
