Chapitre 4 La viscosité: un fluide MODULE 2 LES FLUIDES Chapitre 4 La viscosité: un fluide

Le désastre de mélasse à Boston En 1919, lors d’une journée anormalement chaude, une tour de mélasse a explosée sur la ville de Boston. La tour était formée en cylindre à une largeur de 30 mètres! La mélasse a coulé et s’est dispersée à travers des rues de Boston à une vitesse de 60 km/h. 150 personnes furent blessées et 21 personnes sont décédées. Même aujourd’hui, tu peux sentir l’arôme de mélasse lors d’une journée chaude d’été.

Les fluides Les fluides représentent toutes les substances qui coulent. Connais-tu des substances qui coulent? Connais-tu des substances qui ne coulent pas? La théorie particulaire La théorie particulaire explique pourquoi certaines substances coulent et d’autres ne coulent pas.

Gaz: une substance qui a ni volume, ni forme définie (comme l’oxygène) SOLIDE LIQUIDE GAZ Solide: une substance qui a une forme et un volume défini (un morceau de sucre). Liquide: une substance qui a un volume défini mais non une forme définie (comme l’eau). Gaz: une substance qui a ni volume, ni forme définie (comme l’oxygène) Exemples: Nourriture, eau, oxygène=solide, liquide, gaz

Théorie particulaire Toute matière est constituée de très petites particules. Toutes les particules d’une substance pure sont pareilles. Il y a de l’espace entre les particules. Les particules sont toujours en mouvement. À mesure qu’elles gagnent en énergie, leur mouvement accélère. Les particules d’une substance s’attirent l’une à l’autre. La puissance de la force d’attraction dépend du type de particule.

LA BOUE MAGIQUE Quand on comprime de la boue magique, on a l’impression que c’est un soilde. L’une des caractéristiques des solides est de conserver leur forme. La boue magique ne garde pas sa forme et elle se déforme dès que la pression est relâchée. Quand on comprime la boue magique, une partie de l’eau qui se trouvait entre les particules de fécule de maïs est chassée. Une fois la pression relâchée, l’eau retourne à l’intérieur et la boue se liquéfie à nouveau.

Est-ce que les gaz peuvent couler? Oui! Les gaz peuvent couler aussi! Lorsque tu inspires, l’air entre dans tes poumons et lorsque tu expires, l’air sort! Comme les liquides, les gaz circulent et occupent un espace. Alors, les gaz et les liquides sont des fluides.

Les particules dans les solides Les particules sont très proches ensembles. Les particules vibrent mais ne se déplacent pas. Si tu moudrais (crush) un solide, il semblerait comme un fluide car tu peux le verser. En réalité, chaque petit fragment de solides contient des milliards de plus petites particules extrêmement entassées. Exemples des solides fragmentés comme: le sucre, la farine, les cristaux etc…

Les particules dans les liquides Les particules circulent librement dans un espace donné. Les particules peuvent glisser les unes contre les autres mais ne se collent pas rigidement ensemble comme dans les solides. Les liquides ne conservent pas leur forme. Lorsqu’un liquide est versé, les particules se suivent par l’attraction.

Les particules dans les gaz Tous les liquides peuvent être transformés en gaz quand on les fait chauffer. Les particules de gaz sont très éloignées l’une de l’autre et il y a une énorme espace entre chaque particule. La plupart des gaz sont invisibles car on observe seulement l’espace vide. Les gaz se déplacent d’une région de forte concentration à une région de faible concentration. Ils se diffusent dans toutes directions et rapidement.

Passer d’un état à un autre Changement d’état: lorsqu’une substance passe d’un état à un autre. La sublimation est rare et inhabituel. Passe de solide directement au Gaz. La fusion et la vaporisation se produisent lorsqu’une substance est chauffée. La solidification et la condensation se produisent lorsqu’une substance est refroidie.

Évaporation: Une vaporisation lente. SOLIDE LIQUIDE GAZ Évaporation: Une vaporisation lente. Ébullition: une vaporisation rapide. Point d’ébullition: (l’eau c’est 100 degrés) Point de congélation: (l’eau c’est 0 degré) Point de fusion: le point ou une substance va fondre.

SOLIDE LIQUIDE GAZ Dans ce chapitre, nous allons regarder la viscosité des fluides. La viscosité est la propriété qui décrit l’épaisseur d’un liquide. Si un liquide est plus visqueux, il est donc épais. Si un liquide est moins visqueux, il est donc clair.

À quelle vitesse les fluides s’écoulent-ils? Certains liquides s’écoulent plus vite que d’autres. Le temps qu’un liquide met à s’écouler d’un point à l’autre est le taux d’écoulement. Le taux d’écoulement d’un liquide est déterminé par sa viscosité. La viscosité d’un fluide peut varier selon une hausse et une baisse de température. La plupart des substances deviennent moins visqueuses quand la température augmente et plus visqueuses quand elle baisse.

Liquides Temps Taux d’écoulement (en cm/s) Classement du taux d’écoulement Classement de la viscosité

Ton laboratoire devrait inclure: Les noms de tous les membres du groupe. (1 pt.) La date (1 pt.) La température de la salle (1 pt.) Le tableau avec tous les critères indiqués dans le livre. (5 pts.) L’analyse de la p.119 1,2,3,4 (5 pt.s) Conclusion et mise en pratique p.119 6,7,8 (6pts.) Pour le numéro 8, tu peux demander à Mme Nash pour du papier graph. (4 pt.s) *Tu dois t’assurer d’indiquer le taux d’écoulement en cm/s. Total du labo: /23 COPIE PROPRE SVP!

Questions de compréhension: Nomme deux substances à faible viscosité et deux substances à viscosité élevée. Quel est le rapport entre la viscosité d’un liquide et son taux d’écoulement? Comment peut-on tester la viscosité d’un liquide? A) Quel est l’effet de la température sur le taux d’écoulement et, par conséquent, sur la viscosité d’un liquide? B) Peux-tu expliquer cet effet à l’aide de la théorie particulaire? (p.111)

Enrichissement: L’asphalte est le matériau noir et collant qui lie le gravier des surfaces asphaltées des rues et des autoroutes. Explique pourquoi les travaux d’asphaltage sont presque toujours exécutés pendant les mois d’été? (Copie et écris dans ton journal scientifique)

Questions de compréhension Énumère deux substances à faible viscosité et deux substances à viscosité élevée. Quel est le rapport entre la viscosité d’un liquide et son taux d’écoulement? Comment peut-on tester la viscosité d’un liquide? Quel est l’effet de la température sur le taux d’écoulement et par conséquent, sur la viscosité d’un liquide?

Pourquoi la viscosité varie-t-elle? Les petits groupes de personnes peuvent se déplacer plus facilement dans une foule que les groupes nombreux. De même, les petites particules se déplacent plus facilement.

Le volume d’une foule dans un centre commercial peut ralentir la circulation des piétons. De même, les particules volumineuses se dépassent plus lentement que les particules moins volumineuses. Il est difficile de se déplacer dans une foule de personnes qui avancent très, très lentement. Lorsque les particules sont refroidies, elles mettent beaucoup plus de temps à se dépasser les unes les autres parce que toutes les particules ont ralenti.

La résistance à l’écoulement signifie que les particules peuvent se déplacer, mais qu’elles peuvent avoir de la difficulté à se dépasser les unes les autres; cette résistance produit de la friction interne.

Si les particules de fluide sont grosses ou volumineuses, elles mettent plus de temps à se dépasser, ce qui fait diminuer le taux d’écoulement. Plus le liquide se réchauffe, plus les particules ont de l’énergie pour se déplacer et laisser d’autres particules passer. En général, la viscosité d’un fluide diminue lorsque le fluide est chauffé et augmente lorsque le fluide est refroidi. Lire p. 125 et répondre aux questions.