Goutte (physique)

Goutte (physique)
Page d'aide sur l'homonymie Pour les articles homonymes, voir Goutte.
Une goutte d’eau sur la feuille de lotus fortement hydrophobe.
Gouttes d’eau coulant d’un robinet.

Une goutte est une petite quantité de liquide où la tension de surface est importante. La plus petite gouttelette d'eau analysée qui comporte le nombre de 3 x 1020 molécules d'eau reste une superstructure géante à l'échelle de la molécule.

Sommaire

Forme d'une goutte

Goutte dans l'air

Article détaillé : Forme d’une goutte de pluie.

Pour une goutte d’eau de faible dimension (typiquement 1 mm), la tension de surface est la force dominante. Si elle est déposée sur une surface fortement hydrophobe, une goutte adopte une forme sphérique. Cet état d’équilibre correspond à un minimum de surface, donc d’énergie de surface, dominante à cette échelle.

Un argument fondé sur les forces en présence permet de retrouver ce résultat. En effet, la pression engendrée par la tension de surface est proportionnelle à la courbure de la surface de la goutte (pression de Laplace). À l’équilibre, la pression est constante, donc la courbure l’est aussi : une goutte (comme une bulle) est sphérique. Ceci reste vrai tant que la pesanteur est négligeable, c’est-à-dire pour des gouttes plus petites que la longueur capillaire, environ 3 mm pour l’eau. Même les gouttes en mouvement (la pluie) gardent cette forme, à cette échelle (celle de la pluie, précisément).

Goutte sur un solide

Il existe une très grande diversité de forme de goutte (sphérique, en larme, etc.). Ce sont les forces en présence (poids, tension de surface, inertie pour une goutte en mouvement) qui en déterminent la forme.

Une goutte statique sur un solide peut être décrite de la même manière qu’une goutte dans l’air. Ainsi, si elle est suffisamment petite, la seule force qui détermine sa forme est la tension de surface. Par contre, l’angle de contact avec lequel la goutte repose sur le solide dépend des conditions de mouillage. Au final, la goutte aura donc une forme de calotte sphérique (voir figure ci-contre).

Forme d’une goutte déposée sur un liquide en fonction de sa taille (comparée à la longueur capillaire lc.

Si la goutte d’eau est plus grande, typiquement d’une taille supérieure à la longueur capillaire, celle-ci est aplatie par la gravité et devient une flaque (voir figure ci-contre).

Goutte en mouvement

Évolution d'une goutte d'eau partant d'un stalactite

Lorsqu’une goutte est en mouvement, sa forme est beaucoup plus compliquée et dépend de la géométrie. Ainsi, une goutte qui tombe d’un robinet aura une forme de larme avant de se détacher et de prendre une forme sphérique.

Une goutte ruisselant sur une vitre pourra prendre des formes très différentes. À très faible vitesse, elle se déforme à cause de l’hystérèse de l’angle de contact. À très grande vitesse, la goutte pourra elle aussi se déformer et prendre la forme d’une larme voire déposer des gouttelettes derrière elle.

Émulsions

Le paradis des gouttes (et de leurs applications) se situe très probablement dans les émulsions. En effet une émulsion est une solution liquide ou gazeuse contenant des microgouttelettes en suspension. Les exemples les plus courants d’émulsions sont les nuages ou le brouillard (suspension de gouttelettes d’eau dans l’air), la mayonnaise et les crèmes (suspension de gouttelettes d’huile dans une phase aqueuse), et toute forme de mousse (gouttelettes d’air dans une phase liquide) comme dans la crème chantilly, le bain moussant.

Des gouttelettes sont utilisées comme micro-réacteur chimique ou biochimique et des méthodes sont développées pour couper des gouttes, en mélanger le contenu, y contrôler une cristallisation ou une réaction chimique, etc.

Voir aussi

Articles connexes

Bibliographie

Liens externes

Sur les autres projets Wikimedia :


Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Goutte (physique) de Wikipédia en français (auteurs)

Игры ⚽ Нужна курсовая?

Regardez d'autres dictionnaires:

  • GOUTTE — La goutte, appelée podagre par les Grecs, est une maladie caractérisée par des accès d’inflammation articulaire, qui atteignent surtout les pieds, et par des dépôts cristallins d’urate de sodium dans les tissus. Connue depuis l’Antiquité,… …   Encyclopédie Universelle

  • Physique des nuages — Altocumulus avec virga La physique des nuages est l’étude des processus physiques et dynamiques de formation des nuages et des précipitations qui les accompagnent[1]. Les nuages chauds sont formés de microscopiques …   Wikipédia en Français

  • Goutte — Cette page d’homonymie répertorie les différents sujets et articles partageant un même nom. Sur les autres projets Wikimedia : « Goutte », sur le Wiktionnaire (dictionnaire universel) Goutte, en physique : forme que prend une… …   Wikipédia en Français

  • Physique-Chimie Avenir — École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris ESPCI ParisTech Nom original École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris Informations Fondation 1882 Type …   Wikipédia en Français

  • Mouillage (physique) — Goutte de liquide sur une surface solide idéale (situation de mouillage partiel. L angle entre la surface fluide et la surface solide est appelé angle de contact. Le mouillage d un liquide sur un solide désigne d une part la forme que prend le… …   Wikipédia en Français

  • Expérience de la goutte de poix — L expérience de la goutte de poix à l université du Queensland, démontrant la viscosité du bitume. L expérience de la goutte de poix est une expérience de longue durée destinée à mesurer l écoulement d un fragment de poix sur de nombreuses années …   Wikipédia en Français

  • Forme d'une goutte de pluie — Dynamiques de la formation des gouttes de pluies. L article goutte montre que, la plupart du temps, les gouttes dans l air sont sphériques. En réalité, les gouttes d eau en chute libre peuvent prendre des formes très diverses : sphériques,… …   Wikipédia en Français

  • Experience de la goutte d'huile de Millikan — Expérience de la goutte d huile de Millikan L’expérience de la goutte d’huile Millikan (Université de Chicago, début du XXe siècle) consiste à pulvériser de minuscules gouttes d’huiles électrisées entre les deux électrodes horizontales d un… …   Wikipédia en Français

  • Expérience De La Goutte D'huile De Millikan — L’expérience de la goutte d’huile Millikan (Université de Chicago, début du XXe siècle) consiste à pulvériser de minuscules gouttes d’huiles électrisées entre les deux électrodes horizontales d un condensateur plan chargé. Les minuscules… …   Wikipédia en Français

  • Expérience de la goutte d'huile de millikan — L’expérience de la goutte d’huile Millikan (Université de Chicago, début du XXe siècle) consiste à pulvériser de minuscules gouttes d’huiles électrisées entre les deux électrodes horizontales d un condensateur plan chargé. Les minuscules… …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”