fluides

Nous expliquons ce que sont les fluides, comment ils sont classés et quelques exemples. De plus, quelles sont ses caractéristiques générales et ses propriétés physiques.

Que sont les fluides ?

Le fluide est appelé matière composée de molécules faiblement attirées les unes vers les autres , de sorte qu’il ne peut pas conserver une certaine forme mais acquiert au contraire celle du récipient dans lequel il est contenu. En cela, il diffère des solides , dont les particules ne changent pas de position si facilement, c’est pourquoi les solides ont leur propre forme.

Ensuite, puisque les particules fluides doivent être maintenues ensemble mais ne peuvent pas résister au changement, l’action d’une force continue sur elles (comme la gravité ) les fait se déformer continuellement jusqu’à ce qu’elles se déplacent, et ainsi elles peuvent s’écouler d’un récipient à un autre. , d’un conteneur au sol , etc. Leur débit dans cette direction dépendra de leur viscosité (une mesure de la résistance à la déformation). À son tour, la viscosité d’un fluide liquide diminue lorsque la température augmente .

exemples de fluides

Voici quelques exemples de fluides :

• Eau
• Pétrole
• Air
• De l’alcool
• magma volcanique (lave)
• Sauce tomate
• Peindre
• Gaz nobles néon (Ne), xénon (Xe), krypton (Kr), hélium (He)
• Sang
• Mélanges humides d’eau avec de la farine ou d’eau avec du ciment

Comment sont classés les fluides ?

Les fluides peuvent être de trois types :

• Fluides newtoniens . Ce sont ceux qui ont une viscosité constante, c’est-à-dire qu’elle ne varie pas quelle que soit la force appliquée au fluide. Pour les étudier, les lois de la mécanique newtonienne établies par Isaac Newton peuvent être utilisées . L’eau et l’huile se comportent comme des fluides newtoniens.
• superfluides . Aussi appelés « fluides parfaits », ils se caractérisent par leur absence totale de viscosité, c’est-à-dire qu’ils peuvent s’écouler à la moindre force appliquée sans offrir de résistance, c’est-à-dire sans frottement. L’hélium se comporte comme un superfluide à très basse température .
• Fluides non newtoniens . Ils sont de type intermédiaire entre fluide et solide, en fonction de leurs conditions de température et de contrainte de cisaillement. Ils n’auront pas une viscosité unique, mais dépendront des forces exercées sur celui-ci ou des changements de température : s’ils sont soumis à une force soudaine, ils se comporteront comme un solide (offrant une résistance) ; tandis que s’ils sont laissés au repos, ils couleront comme un liquide plus ou moins dense.

Propriétés physiques des fluides

Certaines des propriétés physiques des fluides sont les suivantes :

• viscosité . C’est la résistance qu’offrent les fluides aux déformations, et qui tend à empêcher la fluidité. Par exemple, une substance telle que le goudron est très visqueuse et s’écoulera beaucoup plus lentement et plus difficilement qu’une substance à faible viscosité telle que l’alcool ou l’eau.
• densité . C’est la mesure de la quantité de matière qui se trouve dans un certain volume, elle est généralement représentée en kg/m ³ . Les fluides ont une densité plus ou moins importante, selon le nombre de particules qui se trouvent dans le même volume de fluide, bien que les interactions entre ces particules influencent également la densité.
• Tome . C’est l’espace tridimensionnel que le fluide occupe dans une certaine région, compte tenu de la longueur, de la hauteur et de la largeur. Les liquides ont un certain volume et prennent la forme du récipient où ils sont contenus, alors que les gaz n’ont ni le volume ni la forme du récipient qui les contient.
• pression . C’est la force que la masse d’un fluide exerce sur les corps qui y sont submergés : un objet qui tombe au fond d’un lac aura le poids de tout le volume d’eau qui le recouvre, ce qui signifie que l’objet est soumis à une pression plus élevée que lorsqu’il est en surface. Sur les fonds marins, la pression est plusieurs fois supérieure à celle de l’ atmosphère terrestre , par exemple.
• tension superficielle . C’est l’énergie nécessaire pour augmenter la surface d’un fluide liquide par unité de surface, c’est-à-dire que le fluide résiste à l’augmentation de sa surface. Cette propriété est ce qui permet à certains insectes de marcher sur l’eau.
• capillarité _ Cette force de cohésion intermoléculaire des fluides leur permet de remonter à travers un tube capillaire, contre la gravité, puisque l’attraction entre leurs particules est bien supérieure à l’attraction de leurs particules par le matériau du tube. Ceci est en partie dû à la tension superficielle.

Qu’est-ce que la loi de Pascal ?

La loi de Pascal est un principe découvert par Blaise Pascal au XVIIe siècle , qui stipule qu’une variation de pression appliquée à un liquide enfermé dans un récipient est transmise de manière égale à tous les points du fluide et à toutes les parois du récipient.

Cette loi est connue sous le nom de principe de Pascal et est extrêmement utile en hydraulique , qui utilise les fluides comme outil mécanique pour obtenir un mouvement.

Qu’est-ce que la tension superficielle ?

La tension superficielle est une propriété unique des liquides, qui lui permet de résister à la pénétration de sa surface par un objet léger , le gardant complètement hors du liquide, comme cela se produit avec les insectes qui peuvent se déplacer ou rester au-dessus de l’eau.

En effet , le liquide présente une résistance pour augmenter sa surface , c’est-à-dire que les molécules du liquide sont suffisamment attirées pour exercer une certaine résistance au déplacement.

Qu’est-ce que la poussée ?

Lorsqu’un objet ou un corps se trouve sous un fluide, par exemple immergé dans l’eau, son poids est une force qui, due à la gravité, le tire vers le bas et surmonte la pression que le fluide exerce sur lui en tous ses points immergés et il est mesurée par rapport à une force similaire exercée par la colonne de fluide sous le corps, appelée poussée.

Si un objet jeté dans l’eau coule, c’est que son poids surmonte la poussée par laquelle le liquide contrecarre sa masse ; tandis que si l’objet reste flottant, c’est que la poussée est égale ou supérieure à son propre poids.

C’est la raison pour laquelle il coûte moins cher de soulever des objets sous l’eau que depuis la surface : à notre force s’ajoute la poussée du fluide hors de l’eau.

Qu’est-ce qui différencie les fluides liquides des fluides gazeux ?

Les fluides liquides et gazeux ne sont pas les mêmes. Les liquides ont leur propre volume et sont incompressibles , contrairement aux gaz, dépourvus de volume et compressibles (en fait, c’est ainsi que sont fabriqués les gaz liquéfiés : ils sont comprimés jusqu’à ce qu’ils soient obligés de se transformer en liquide).

En faisant varier la température et la pression, un fluide peut être contraint de basculer entre ces deux états .

Qu’est-ce que l’hydraulique ?

L’hydraulique est la branche de la physique qui étudie le comportement des liquides en fonction de leurs propriétés spécifiques et les soumet à des forces et à des conditions qui permettent de prédire et d’utiliser consciemment leur comportement en faveur de l’obtention d’un résultat souhaité.

Qu’est-ce que la mécanique des fluides ?

Contrairement à l’hydraulique, cette branche de la physique s’intéresse à tous les fluides, pas seulement aux liquides , ainsi qu’à leur interaction avec le milieu qui les limite et avec les forces de cisaillement auxquelles ils sont soumis. Étudiez le mouvement des fluides et les forces qui le génèrent.

Il peut vous aider : Lois de la thermodynamique