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Dessins et plans, Angles, Liquides, Physique, Gouttes, Vapeurs, Solides, Mouillage (chimie des surfaces), Angle de mouillage
Angle de mouillage entre liquide et solide
Légende : SL = Solide-Liquide, LG = Tension de surface Liquide-Gaz, SG = Solide-Gaz (Vapeur) : l'angle de raccordement d'un liquide sur un solide est l'angle formé par la surface du solide avec la tangente à une goutte du liquide déposée sur ce solide passant par le bord de la goutte. La forme de la goutte est déterminée par la mouillage. L'angle de raccordement n'est pas limité à un solide et un liquide. Ça pourrait être également un interface entre deux liquides ou deux vapeurs. Il est donné par la loi de Young-Dupré.
Dissipation visqueuse dans une goutte
Gradient de vitesse de dissipation visqueuse dans une goutte à l'approche de la ligne de contact. Dans un liquide, la dissipation d'énergie est due à la viscosité, c'est-à-dire la résistance à un écoulement. La figure montre une goutte qui se déplace à la vitesse V . Le liquide dans la goutte a une vitesse qui dépend de sa position. A la surface de la goutte, le liquide a la vitesse de l'objet c'est-à-dire V mais proche du solide, celui-ci impose une vitesse nulle. Dans la goutte, il y a donc un gradient de vitesse permettant à celle-ci de varier de 0 à V sur une distance qui est la hauteur h de la goutte.
Dessins et plans, Liquides, Physique, Gouttes, Solides, Capillarité, Gouttes -- Dimensions, Mouillage (chimie des surfaces)
Formes d'une goutte
Illustration de la longueur capillaire d'une goutte posée sur un liquide, sphérique ou aplatie selon sa taille, comparée à sa longueur capillaire. 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. Cet angle de contact et les conditions de mouillage sont décrits thermodynamiquement par le modèle de Young qui met en relation les tensions de surface et l'angle de contact à l’équilibre ( heta_mathrm{C}) du système goutte-substrat. L’angle de contact à l'équilibre en soi est physiquement difficile à mesurer. Une façon d'acquérir l'angle de contact à l'équilibre, est à travers sa relation (son lien) avec les angles de contact avançant ( heta_mathrm{A}) et reculant ( heta_mathrm{R}) qui quant à eux peuvent être mesurés facilement. Au final, la goutte aura donc une forme de calotte sphérique.
Dessins et plans, Liquides, Physique, Gouttes, Solides, Chimie, Gouttes -- Dimensions, Mouillage (chimie des surfaces)
Tension superficielle de gouttes
Gouttes de trois liquides en contact avec une surface : tension superficielle et mouillage. Dans le cas où l'une des phases est solide (jaune), ce phénomène s'appelle mouillage et on appelle angle de contact l'angle entre l'interface fluide/fluide et la surface solide. Cet angle de contact est donné par la Loi de Young-Dupré. La qualité du mouillage d'un liquide sur un solide est le degré d'étalement du liquide sur ce solide. On parle de mouillage total lorsque le liquide s'étale totalement, et de mouillage partiel lorsque le liquide forme une goutte sur le solide. Le type de mouillage (total ou partiel) est déterminé par le signe du coefficient d'étalement.