Propriétés des Fluides (primaires et secondaires)

Nous vous expliquons quelles sont les propriétés des fluides, les primaires ou thermodynamiques et les secondaires ou comportementales spécifiques.

Les fluides ont des viscosités différentes, selon la substance.

Quelles sont les propriétés des fluides ?

Les fluides sont des milieux matériels continus formés de substances dans lesquelles il existe une faible attraction entre leurs particules . Pour cette raison, ils changent de forme sans que se produisent à l’intérieur d’eux des forces qui tendent à restaurer leur configuration d’origine (comme c’est le cas dans le cas des solides déformables ).

Une autre propriété importante des fluides est la viscosité , grâce à laquelle ils peuvent être classés comme :

Fluides newtoniens ou à viscosité constante.
Fluides non newtoniens, dont la viscosité dépend de leur température et de la contrainte de cisaillement qui leur est appliquée.
Fluides parfaits ou superfluides, qui ont un manque apparent de viscosité.

N’oubliez pas que seuls les liquides et les gaz sont considérés comme des fluides . Nous parlons souvent de « fluides idéaux » car ils sont plus faciles à étudier et, bien qu’ils n’existent pas dans la réalité, ils constituent une excellente approximation. Les solides n’ont pas la propriété élémentaire de s’écouler et ont donc tendance à conserver leur forme, car l’attraction entre leurs particules est beaucoup plus forte.

Voir aussi: Propriétés de la matière

Caractéristiques de base des fluides

Les fluides, comme l’air, prennent la forme de leur contenant.

Les fluides ont des caractéristiques physiques élémentaires qui les définissent et les différencient des autres formes de matière , telles que :

déformabilité infinie . Ses molécules suivent des mouvements illimités et entre toutes il n’y a pas de position d’équilibre.
Compressibilité . Il est possible de comprimer des fluides jusqu’à un certain degré, c’est-à-dire de leur faire occuper un volume inférieur à celui donné. Les gaz sont plus compressibles que les liquides.
Viscosité . C’est le nom donné à la tension interne du fluide qui s’oppose au mouvement , c’est-à-dire la résistance au mouvement offerte par un fluide et qui est beaucoup plus grande dans les liquides que dans les gaz.
Absence de mémoire de forme . Les fluides occupent la forme du récipient qui les contient, c’est-à-dire que s’ils se déforment, ils ne reviennent pas à leur configuration d’origine, donc ils manquent complètement d’ élasticité .

Propriétés thermodynamiques (ou primaires)

La masse volumique d’un fluide est définie comme sa masse divisée par le volume qu’il occupe.

Aussi appelées propriétés primaires, ce sont celles qui ont à voir avec les niveaux d’ énergie dans les fluides.

pression . Mesurée en pascals dans le système international (SI), la pression est la projection de la force qu’un fluide exerce perpendiculairement à une unité de surface. Par exemple : la pression atmosphérique ou la pression de l’ eau au fond de l’océan.
Densité . Il s’agit d’une grandeur scalaire généralement mesurée en kilogrammes par mètre cube ou en grammes par centimètre cube. Il mesure la quantité de matière par volume donné d’une substance , indépendamment de sa taille et de sa masse .
température . Elle est liée à la quantité d’énergie interne d’un système thermodynamique (un corps, un fluide, etc.), et est directement proportionnelle à l’ énergie cinétique moyenneLa température peut être mesurée en enregistrant la chaleur dégagée par le système sur un thermomètre .
Enthalpie . Symbolisé en physique par la lettre H, il se définit comme la quantité d’énergie qu’un système thermodynamique donné échange avec son environnement, perdant ou gagnant de la chaleur par différents mécanismes mais à pression constante.
Entropie . Symbolisé par la lettre S, il représente le degré de désordre des systèmes thermodynamiques en équilibre et décrit le caractère irréversible des processus qu’ils subissent. Dans un système isolé, l’entropie ne peut jamais diminuer : soit elle reste constante, soit elle augmente.
chaleur spécifique . C’est la quantité de chaleur nécessaire à une unité d’une substance pour augmenter sa température d’une unité. Selon les unités utilisées et les échelles utilisées pour mesurer les températures, l’unité de chaleur spécifique peut être cal/gr.ºC, ou J/kg.K, par exemple. Il est représenté par la lettre c.
Poids spécifique . C’est le rapport entre le poids d’une quantité d’une substance et son volume, mesuré selon le Système International en Newtons par mètre cube (N/m³ ).
force de cohésion . Les particules d’une substance sont maintenues ensemble par diverses forces intermoléculaires (ou cohésives), qui empêchent chacune de partir d’elle-même. Ces forces sont les plus fortes dans les solides, les plus faibles dans les liquides et très faibles dans les gaz.
Énergie interne . C’est la somme de l’énergie cinétique totale des particules qui composent une substance, ainsi que de l’ énergie potentielle associée à leurs interactions.

Propriétés spécifiques au comportement (ou secondaires)

La tension superficielle est ce qui permet aux insectes de marcher sur l’eau.

Ces propriétés, également appelées secondaires, sont typiques du comportement physique des fluides :

Viscosité . C’est une mesure de la résistance du fluide à la déformation, à la contrainte de traction et au mouvement. La viscosité répond au fait que les particules du fluide ne se déplacent pas toutes à la même vitesse, ce qui produit des collisions entre elles qui ralentissent le mouvement.
Conductivité thermique . Il représente la capacité de transmission thermique des fluides, c’est-à-dire de transférer l’énergie cinétique des particules à d’autres particules adjacentes avec lesquelles il est en contact.
Tension superficielle . C’est la quantité d’énergie nécessaire pour augmenter la surface d’un liquide par unité de surface, mais cela peut être compris comme la résistance présentée par les fluides, en particulier les liquides, lors de l’augmentation de leur surface. C’est ce qui permet à certains insectes de « marcher » sur l’eau.
Compressibilité . C’est la mesure dans laquelle le volume d’un fluide peut être réduit en le soumettant à une pression ou à une compression.
capillarité . Liée à la tension superficielle des fluides (et donc à leur cohésion), c’est la capacité d’un fluide à monter ou descendre à travers un tube capillaire, c’est-à-dire à quel point un liquide « mouille ». Cela peut être facilement vu lorsque nous trempons le bout d’une serviette sèche dans un liquide et observons jusqu’où la tache liquide s’étend sur le papier contre la force de gravité .
Coefficient de diffusion . C’est la facilité avec laquelle un soluté spécifique se déplace dans un solvant donné, en fonction de la taille du soluté, de la viscosité du solvant , de la température du mélange et de la nature des substances.