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fluides

Certaines substances existent sous forme de gaz à température ambiante, certaines existent sous forme de liquides, tandis que d'autres existent sous forme de solides. Toutes les substances se comportent différemment. Certains d'entre eux peuvent facilement se déplacer, certains ne peuvent pas bouger. Certains d'entre eux peuvent changer de forme, tandis que d'autres ne peuvent pas changer de forme.

Dans cette leçon, nous allons en apprendre davantage sur les substances qui peuvent se déplacer facilement et changer de forme. Ensemble, ils sont appelés FLUIDES. Apprenons:

• Que sont les fluides ?
• Exemples de fluides.
• Leurs caractéristiques.
• Types de fluides.
• Fluides biologiques.

Que sont les fluides ?

Habituellement, on pense que les fluides sont les mêmes que les liquides, mais ce n'est pas la même chose ! Le fluide est l'état d'une substance spécifique, tandis que le liquide est l'un des états de la matière. Tous les liquides sont des fluides mais tous les fluides ne sont pas des liquides. Certains d'entre eux sont des gaz. Les fluides sont toutes les substances qui peuvent se déplacer facilement et changer de forme telles que les liquides, les gaz ou les plasmas. Les exemples les plus courants de fluides sont l'eau et l'air. D'autres exemples de fluides sont le miel, l'huile, l'oxygène, le sang, etc.

Ce qui est remarquable pour les fluides, c'est qu'ils peuvent facilement changer de forme, ils prennent la forme du récipient dans lequel ils sont stockés ! Simple, si nous versons de l'eau dans une bouteille, l'eau aura la forme d'une bouteille. En outre, il existe des ballons remplis de gaz, comme l'hélium, qui peuvent être vus sous différentes formes, voitures, fleurs, poissons, cœurs et bien plus encore. Ici, le gaz prendra la forme du ballon. Tous les liquides et gaz peuvent s'écouler pour correspondre à la forme de chaque récipient possible, qu'il s'agisse de verre, de bouteille, de bol ou de ballon, mais avec une différence importante. Les gaz se dilateront pour remplir le volume d'un récipient mais les liquides maintiendront un volume relativement constant, et il est probable que les liquides ne rempliront pas nécessairement tout le volume d'un récipient. Mais un gaz occupe tout le volume du récipient, par exemple, dans un ballon à hélium, le gaz hélium est réparti sur tout le ballon.

Le fluide manque de rigidité et ne peut pas résister à la force lorsqu'il lui est appliqué. Alors que se passe-t-il ? Lorsqu'une force est appliquée à un matériau et que le matériau échoue parallèlement à cette force, il se produit une rupture par cisaillement. Les gaz n'ont aucune résistance au cisaillement et les liquides n'ont pratiquement aucune résistance au cisaillement. Plutôt que de résister à la force, les molécules des gaz et des liquides veulent se déformer constamment autour d'une force de cisaillement.

Caractéristiques des fluides

Certaines des propriétés des fluides dont nous discuterons sont la viscosité, la compressibilité, la conductivité et la densité.

• La viscosité est la résistance d'un fluide (liquide ou gaz) à un changement de forme ou à un mouvement de parties voisines les unes par rapport aux autres. Simplement, la viscosité est la résistance d'un fluide à l'écoulement. Un fluide à faible viscosité s'écoule facilement car sa composition moléculaire entraîne très peu de frottement lorsqu'il est en mouvement. Plus un fluide est visqueux, plus il est difficile de faire couler un fluide. Par exemple, le sirop a une viscosité plus élevée que l'eau. L'eau coule plus facilement que le sirop. En général, la viscosité dépend de l'état d'un fluide, comme sa température, sa pression et sa vitesse de déformation. Pouvez-vous penser à d'autres exemples de comparaison ? Le dentifrice est plus visqueux que l'eau. Et si on comparait le miel et le jus d'orange ? Les gaz ont très très peu de viscosité. Presque n'importe quelle pression peut faire couler du gaz.
  
• La compressibilité fait référence à la réduction proportionnelle de l'épaisseur du matériau dans des conditions prescrites de pression accrue ou de chargement de compression. Pour une masse de fluide donnée, une augmentation de pression entraînera une diminution de volume. La compressibilité est l'une des caractéristiques où les gaz et les liquides varient. Les gaz sont compressibles (la majeure partie du volume d'un gaz est composée de grandes quantités d'espace vide entre les particules de gaz). Les liquides sont considérés comme incompressibles. C'est à cause de la qualité de leurs particules. Le volume de liquide ne change pas avec la pression. C'est pourquoi il n'est pas facile de le compresser. La compressibilité de toute substance est la mesure de sa variation de volume sous l'action de forces extérieures.
  
• La conductivité est la mesure de la facilité avec laquelle une charge électrique ou de la chaleur peut traverser un matériau. Les matériaux qui offrent très peu de résistance au passage d'un courant électrique ou d'une énergie thermique sont des conducteurs. La conductivité thermique des gaz et des liquides est donc généralement inférieure à celle des solides. La conductivité thermique du liquide dépend de la nature du liquide. Les métaux liquides ont une conductivité thermique beaucoup plus élevée que l'eau. L'air et l'eau sont de mauvais conducteurs d'énergie thermique.
  
• La densité est la mesure de la compacité de la masse d'une substance ou d'un objet. La densité d'un liquide est une mesure de son poids pour la quantité mesurée. Donc, si vous essayez de peser des quantités ou des volumes égaux de deux liquides différents, le liquide qui pèse le plus nous disons qu'il est plus dense. Et pour les gaz, nous savons qu'ils occupent tous le même volume par mole. Ainsi, la densité d'un gaz particulier dépend de sa masse molaire (poids moléculaire). Un gaz avec une petite masse molaire aura une densité plus faible qu'un gaz avec une grande masse molaire.

Types de fluides

Les fluides sont classés en fonction de leurs propriétés. Les types de fluides sont :

1. Fluide idéal

Un fluide idéal est incompressible et c'est un fluide imaginaire qui n'existe pas dans la réalité. De plus, il n'a pas de viscosité. Il n'y a pas de fluide idéal dans la réalité.

2. Vrai fluide

Un fluide qui possède au moins une certaine viscosité est appelé fluide réel. En fait, tous les fluides existants ou présents dans l'environnement sont appelés fluides réels. Certains de ses exemples sont l'eau, l'essence, l'air, etc.

3. Fluide newtonien

Un fluide obéissant à la loi de viscosité de Newton (énonce que "la contrainte de cisaillement est directement proportionnelle au gradient de vitesse" )   est connu comme un fluide newtonien. Des exemples sont l'eau, le miel, l'air, l'alcool, etc.

4. Fluide non newtonien

Un fluide qui n'obéit pas à la loi de viscosité de Newton est dit fluide non newtonien. Les fluides non newtoniens sont des suspensions, des gels et des colloïdes.

5. Fluide incompressible

Lorsque la densité du fluide reste invariante avec l'application d'une force extérieure, on dit qu'il s'agit d'un fluide incompressible. Il n'y a pas de fluides incompressibles dans la réalité. Tous les fluides sont compressibles, mais la quantité de pression nécessaire pour comprimer (pour provoquer un changement de volume du fluide) dépend du fluide en question.

6. Fluide compressible

Lorsque la densité du fluide varie avec l'application d'une force extérieure, il s'agit d'un fluide compressible. Tous les liquides sont compressibles. Même l'eau est compressible. Leurs densités changeront au fur et à mesure que la pression est exercée. Les gaz sont hautement compressibles. Leurs molécules sont séparées par des distances plus longues. Par rapport aux liquides, où les molécules sont plus proches les unes des autres, les gaz sont plus compressibles.

Fluides biologiques

Même à l'intérieur de notre corps, il y a des fluides. Ils sont appelés fluides biologiques.

Les fluides biologiques comprennent le sang, l'urine, la salive, le liquide nasal, le lait maternel et autres.

L'eau est la base de tous les fluides corporels, et elle est vitale pour le fonctionnement des organes, des tissus, ainsi que des systèmes corporels.

Sommaire

Qu'avons-nous appris?

• Les fluides sont toutes les substances qui peuvent se déplacer facilement et changer de forme, comme les liquides et les gaz, comme l'eau et l'air.
• Certaines des propriétés des fluides sont la viscosité, la compressibilité, la conductivité et la densité.
• Les fluides sont classés en fonction de leurs propriétés, et ils peuvent être idéaux, réels, newtoniens, non newtoniens, fluides incompressibles, fluides compressibles.
• Même à l'intérieur de notre corps, il y a des fluides, appelés fluides biologiques.