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Mécanique des Fluides : T.d. n°2 phénomènes de surface

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2 ème Année Mécanique des Fluide T.D. N°2 Phénomènes de Surface Exercice n°1 : Un à six pattes est posé sur l’eau. Le rayon de dépression crée autour de chaque patte étant de 1 cm et l’angle α de 50°, quelle est la masse de l’insecte ? La tension de surface de l’eau vaut 0.0727 N/m Exercice n°2 : Trouver la pression à l’intérieur d’une bulle d’air de 10μm de rayon située dans l’eau douce à une profondeur de 4.5 m. La pression atmosphérique est égale à 10

5 Pa et la tension de surface de l’eau à 0.075 N/m. Exercice n°3 : Une goutte de benzène est déposée sur une surface plane propre de mercure. L’expérience a lieu à 20°C. La goutte reste-t-elle en équilibre ou s’étale-t-elle sur la surface du mercureσ air-benzène = 0.0285 N/m; σ

benzène-mercure = 0.357 N/m ; σ

air-mercure = 0.473 N/m Exercice n°4 : De quelle hauteur doit-on laisser tomber une goutte d’eau de diamètre D=1 mm sur une surface solide hydrophobe pour qu’elle se transforme en 8 gouttelettes identiques ? On donne σ

eau = 73 mJ/m2 , ρ

eau = 1000 Kg/m3 , g = 10 m.s-2 Exercice n°5 : On considère un tube de section S contenant de l’eau. On crée dans ce tube une émulsion en ajoutant un volume V d’huile. Sachant que le coefficient interfaciale eau-huile σ

eau-huile

= 20 mJ/m

2 et que la réalisation de l’émulsion nécessite 1.5 J : 1) Déterminer l’augmentation de surface eau-huile 2) Calculer V 3) Déterminer la surpression à l’intérieur des gouttes d’huile. S=5 cm2 , le rayon d’une goutte d’huile vaut 0.3 μm. Exercice n°6 : Pour le chloroforme, l’énergie interfaciale (ou coefficient de tension superficielle) liquide –air est de 26.9 mN/m. L’énergie liquide-eau est de 32.3 mN/m. La tension superficielle de l’eau est de 72.8 mN/m à la même température. 1) Quelle est l’énergie d’adhésion par unité de surface chloroforme-eau 2) Une goutte de chloroforme s’étale-t-elle à la surface de l’eau ? Exercice n°7 : Un tube capillaire de verre de longueur L=10 cm fermé à son extrémité supérieure et rempli d’air à la pression P

0 est plongé verticalement sur la moitié de sa longueur dans un liquide dont la surface est soumise à la pression P0 . Le liquide mouille parfaitement le verre. On considère que l’air enfermé dans le tube capillaire se comporte comme un gaz parfait 1) Quelle devrait-être la valeur r du rayon interne du capillaire pour que la hauteur d’ascension du liquide dans le capillaire soit nulle ? 2) En réalité, le rayon interne du capillaire est r = 70 μm. Quelle est la hauteur h d’ascension du liquide dans le tube capillaire ? σ = 0.7 N/m ρ = 500 Kg.m-3 , P

0 = 104 Pa, g= 10 ms-2 .