MATIÈRE (physique)État liquide

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Les propriétés des liquides

Si l'on excepte de très rares cas particuliers, comme l'eau, tous les corps subissent à la fusion une augmentation de volume de 5 à 15 p. 100. La masse spécifique d'un liquide diffère donc assez peu de celle de la même substance à l'état solide et, près du point de fusion, la compressibilité du liquide n'est que peu supérieure à celle du solide. De même, la chaleur latente de fusion est toujours nettement inférieure à la chaleur latente d'ébullition. Ces faits indiquent que certaines grandeurs physiques sont peu différentes à l'état liquide et à l'état solide. Mais les liquides ont des propriétés tout à fait caractéristiques, comme la fluidité, ou sa grandeur inverse la viscosité, et les phénomènes de tension superficielle.

La viscosité des liquides

La grandeur qui mesure la résistance d'un liquide à l'écoulement, appelée viscosité, est définie par la loi de Poiseuille. D'après cette loi, le débit volumique dV/dt d'un fluide, dans un tube cylindrique de rayon r, de longueur l, sous l'action d'une différence de pression ΔP entre les extrémités du tube, s'exprime par la relation :

où la constante η, qui s'exprime en poises (P), est le coefficient de viscosité du liquide (tabl. 1).

Liquides : coefficient de viscosité

Tableau : Liquides : coefficient de viscosité

Tableau

Coefficient de viscosité de quelques liquides (en centipoises). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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L'analyse de l'écoulement visqueux (appelé aussi laminaire) montre que la vitesse d'écoulement du liquide varie de la périphérie au centre d'une section droite du tube. Elle est nulle à la périphérie et maximale au centre. Si l'on décompose le liquide en une multitude de couches concentriques à partir de la paroi, il apparaît que la viscosité traduit la résistance qui s'oppose au déplacement relatif d'une couche par rapport à sa voisine. On comprend ainsi que la viscosité d'un liquide est d'autant plus élevée que les molécules qui le composent sont plus grosses, ou que les interactions entre molécules sont plus fortes ; que la viscosité décroît lorsque la température s'élève.

D'une façon assez paradoxale, on comprend l'importance de la viscosité dans les phénomènes de lubrification. En effet, si l'on se rapporte à ce qui a é [...]


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États désordonnés de la matière

États désordonnés de la matière
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Liquides : coefficient de viscosité

Liquides : coefficient de viscosité
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Tension superficielle

Tension superficielle
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Pour citer l’article

Jean-Louis RIVAIL, « MATIÈRE (physique) - État liquide », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 novembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-etat-liquide/