La viscosité

1. La viscosité Sciences 8 Immersion le 8 janvier 2009

2. C’est quoi la viscosité? • La viscosité est une mesure de l’épaisseur (thickness) ou de la clarté (clarity) d’un fluide. • Plus que le fluide est épais, plus que le fluide est visqueux (viscous) • La plus haute la viscosité, le plus lentement que le fluide coule.

3. Décidez si les fluides suivants sont visqueux ou non-visqueux: • Le shampooing • L’oxygène • Le miel • La mélasse • L’eau • L’hélium • Le pétrole • Le goudron • Visqueux • le shampooing • le miel • la mélasse • le goudron • Non-visqueux • l’oxygène • l’eau • l’hélium • le pétrole

4. Est-ce que la viscosité d’une substance est constante? • Non, la viscosité peut varier avec la température et la pression. • Mais, subit à une température et une pression constant, la viscosité devrait rester constante.

5. Fluides Newtoniens • Les fluides pour les quels la viscosité reste constant sous pression constant et température constant s’appellent les fluides Newtoniens, nommés après le scientifique Newton, qui a découvert cette propriété.

6. Est-ce qu’il y a des substances pour les quelles la viscosité peut varier? • Bien sûr! La boue magique ou l’oobleck que nous avons fait au labo. Cette substance, et des autres, agissent d’une façon très bizarre.

7. Un fluide non-Newtonien • Un fluide non-Newtonien a une viscosité qui varie (change) avec la force appliqué. • Avec la fécule de mais (cornstarch) et l’eau la viscosité augmente (increases). • Avec d’autres substances, la viscosité diminue (decreases).

8. Mais pourquoi est-ce que cette substance est si bizarre? • Les grains de fécule de maïs sont insolubles dans l'eau. C'est à dire qu'ils ne se mélangent pas avec l'eau. Ces minuscules grains demeurent en suspension dans le liquide qu'est l'eau. En grande quantité, les grains de fécule roulent les uns sur les autres à cause de l'eau qui s'écoule entre eux. Si tu donnes une poussée sur la pâte ou que tu la serres, elle devient plus visqueuse, c'est-à-dire plus difficile à déformer. Si tu arrêtes de mettre une pression sur la pâte, elle devient liquide.

9. Hunh?? Je n’ai pas compris ça Madame! • Voici alors deux images pour aider avec l’explication:

10. Mais pourquoi? • Il y a quelques théories pour expliquer ceci, mais voici une explication assez simple: • Les molécules de fécule de mais sont des polymères – ça veut dire qu’ils sont des longues chaines des atomes avec une structure un peu branchant, comme une arbre.

11. Explication – con’t • Parce qu’ils sont des longues chaines, lorsqu’il y a beaucoup de chaines ensembles - comme dans le labo, ils peuvent devenir embrouillés (tangled) lorsqu’une force est appliquée. • S’il n’y a pas de force, il y a assez de temps pour les chaines de passer un et l’autre et la substance reste liquide.

12. Une deuxième explication • Une autre explication c’est qu’il a y une grande charge électrique qui se produit entre les molécules lorsqu’ils se frottent un contre l’autre. Le plus vite qu’il se sont frottés, le plus grande la charge électrique, et la plus grande l’attraction. Alors, le plus grande la viscosité.

13. Est-ce qu’il y a d’autres exemples? • Oui, mais ce n’est pas aussi évident qu’avec la fécule de mais et l’eau. • D’autres exemples incluent: • le plasma du sang, la brume, la crème fouettée, la mousse, Jell-O®, le gel coiffant.

14. Y-a-t’il des substances qui deviennent beaucoup moins visqueux avec la force? • Oui, et vous pouvez trouver une dans la cuisine. Avez-vous jamais frappez le ketchup qui ne sort pas, ensuite tout soudain vous avez tout un plat de ketchup? C’est parce qu’avec une force exercée le ketchup devient beaucoup moins visqueux. • Maintenant ils ont un peinture qui est liquide sur la brosse, et facile à rouler, mais très visqueux sur le mur pour ne pas tomber goutte à goutte.