Forme naturelle des liquides

1997/05/01 Bandres Unanue, Luis Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

Nous avons entendu et cru que les liquides n'ont pas leur propre forme et qu'ils prennent celle de leur récipient. Mais ce n'est pas une vérité ronde. C'est la forme sphérique propre de n'importe quel liquide (fluide). Dans la plupart des cas, en raison de l'influence de la gravité, cette forme naturelle n'est pas perçue et donc, lorsqu'ils sont versés hors de l'emballage, ils prennent la forme d'une feuille et quand ils sont dans l'emballage, celle de l'emballage lui-même. Dans un liquide avec la même densité, les liquides, selon le principe d’Archimède, perdent leur «poids» et agissent comme s’ils n’avaient aucun poids, c’est-à-dire s’ils n’étaient pas gravitationnels. Dans ces cas, vous pouvez observer la forme naturelle du liquide, comme indiqué ci-dessus, qui est sphérique.

L'huile d'olive reste flottant sur l'eau, mais si elle est trempée dans l'alcool, elle va directement au fond. Par conséquent, le mélange d'eau et d'alcool permet de comparer un liquide avec la même densité que l'huile d'olive, dans lequel celui-ci ne flottera pas et n'ira pas au fond. Lorsque nous introduisons l'huile d'olive à travers une seringue dans ce mélange, nous pouvons observer un phénomène surprenant: l'huile d'olive est recueillie à l'intérieur formant une grande goutte sphérique. Cette goutte ne descend pas et ne monte pas, reste comme une isequita dans le liquide. Lorsque vous effectuez l'expérience, vous devez être prudent si au lieu d'une grande goutte, vous ne voulez pas obtenir beaucoup de sphères. Le résultat sera toujours celui décrit.

Une fois cette grande sphère d'huile obtenue, nous pouvons faire passer par son centre une cale en bois ou un fil qui agira comme un axe. Si nous faisons tourner l'axe, la sphère commencera également à tourner (pour mener à bien l'expérience, il convient de protéger la partie de l'axe qui reste dans la goutte d'huile avec un carton imprégné d'huile). En raison du mouvement de rotation, le cadran commence à marcher. Après quelques secondes, vous relâchez un anneau de la sphère. Plus tard, l'anneau se défait en plusieurs parties, mais pas partout : des sphères seront formées qui tourneront également autour du centre de la sphère originale.

Cette expérience a été réalisée pour la première fois par le physicien belge Plateau. Ce que nous avons décrit est une expérience classique, mais il peut également être fait autrement, d'une manière plus simple et clarificatrice. Prenez un petit verre et, après avoir bien séché, portez-le avec de l'huile d'olive, mettez ce verre dans un autre plus grand et, s'il vous plaît, remplissez le second verre d'alcool jusqu'à ce que le premier soit complètement couvert. Maintenant nous sommes préparés avec beaucoup de soin à verser de l'eau avec une cuillère — pour que l'expérience se déroule bien, nous le tirerons en glissant de l'eau sur les murs du grand verre.

La surface de l'huile d'olive du petit verre prendra forme petit à petit gymbilla. Comme la quantité d'eau augmente, l'huile sort du petit verre et prend la forme d'une sphère grandiose, qui est égouttée dans le mélange eau-alcool. En 1963, les cosmonautes Nikolaïev et Papovich, situés dans les espaces Vostik-3 et Vostik-4, purent analyser dans l'espace le comportement des liquides sans influence de la gravité. Certaines des conclusions de ces recherches ont été vraiment étonnantes. Par exemple, ils ont vu que le liquide dans un récipient sphérique n'était pas stocké à l'intérieur et qu'il ne formait pas une sphère, comme on pouvait s'y attendre, qui, contre la “logique”, a bouché les liquides dans le mur intérieur du récipient et a laissé une pompe à air au centre. C'est-à-dire, dans l'expérience du Plateau l'air a joué dans l'espace comme l'huile.

Les drains sont ronds

Comme nous l'avons vu, quand ils sont libérés de l'influence de la gravité, les liquides nous montrent leur forme naturelle, la sphérique. Quand les corps tombent librement, l'effet de la gravité, pour ainsi dire, est « dépensé » pendant la chute et, en marge de la même chute, nous pouvons dire que les corps se comportent librement par rapport à la gravité. Si nous écartons la faible friction de l'air, nous pouvons penser qu'au cours de la chute les parties d'un liquide prendront la forme naturelle, c'est-à-dire auront une forme sphérique, et c'est ainsi. Par exemple, quand il pleut, nous pouvons voir que les gouttes de pluie sont plus ou moins sphériques.

Dans la même ligne, on peut dire que les drains ne sont que des gouttes de plomb fondu réfrigérées. Une fois le plomb fondu dans les usines, il est versé d'une certaine hauteur à une cuve remplie d'eau froide. Ainsi, les gouttes de plomb prennent une forme presque sphérique et, au contact de l'eau froide, la solidifient et la maintiennent.

Par onyles

Jusqu'à présent, nous nous sommes occupés de la forme propre des liquides, tandis que la suivante nous permettra d'analyser une autre particularité des fluides à travers un exemple bien connu pour beaucoup.

Toute personne qui a déjà utilisé l'onylle pour remplir une bouteille sait que parfois il faut soulever le même pour que le liquide entre à l'intérieur de la bouteille, car sinon il reste souvent dans le même. La raison en est que l'air dans la bouteille, en raison de l'impossibilité d'en extraire, exerce une pression ascendante sur le liquide contenu dans l'onil. Au début, le liquide entre bien en comprimant l'air de la bouteille, mais à mesure que le liquide entre, la pression de l'air augmente jusqu'à empêcher l'entrée du fluide. Alors nous devons soulever un peu l'onylle pour que l'air comprimé de l'intérieur ait la sortie, ainsi nous obtenons embouteiller plus de liquide.

Il est donc très utile que le tube de l'onylle ait des vergetures qui permettent à l'entrée de la bouteille de ne pas se fermer complètement et que l'air intérieur sorte.

Question de toujours

Poursuivant les particularités des liquides, nous avons voulu apporter la question que nous avons tous entendue plusieurs fois: Que pèse plus d'un kilo de bois ou un kilo de fer ? Plus d’un, sans trop penser, répond “le fer”, provoquant, en passant, l’anxiété du toxicomane. Quoi qu’il en soit, celui qui a voulu prendre les cheveux ferait plus ample s’il répondait au “bois” parce que la réponse semble absurde. Mais c'est exact.

La raison en est basée à nouveau sur le principe d'Archimède. Ce principe est respecté par tous les fluides, c'est-à-dire les liquides et les gaz. Ainsi, tout corps dans l'air subit une force ascendante dont la valeur est égale au volume de liquide correspondant au lieu où il se trouve. Ainsi, nous devons comprendre que pour savoir quel est le “poids” du corps dans l’air, nous devons enlever la poussée de l’air à son poids réel.

Le bois et le fer souffrent de cette poussée vers le haut. Mais comme le volume d'un kilo de bois est beaucoup plus grand que celui du fer (environ quinze fois), si nous mesurons en fait un kilo de fer et un kilo de bois avec un poids, comme la mesure a été faite dans l'air, le poids réel du morceau de bois est plus grand que celui du fer. Voici la réponse !