Tension superficielle. Poids et volume de la goutte de liquide
Ce calculateur en ligne calcule le poids de le volume de la goutte selon la tension superficielles, le diamètre du tube capillaire et la densité de liquide donnés
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Gaulthier Marrel
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L'image à gauche montre une goutte de liquide suspendue à l'extrémité d'un tube par la tension superficielle. Cette force est proportionnelle à la longueur de la limite entre le liquide et le tube et est donnée par
,
où - coefficient de tension superficielle, Newtons par mètre, N/m
La goutte est suspendue tant que la composante verticale de la force de tension superficielle est égale à la force de gravité, soit
La force de tension superficielle maximale s'applique lorsque alpha est égal à 90°, donnant le poids maximal d'une goutte de liquide avec une tension superficielle donnée.
, ainsi
Ayant la masse et la densité du liquide, le volume est trivial.
En réalité, la goutte se détache là où le "cou" se forme, légèrement en-dessous de l'extrémité du tube, ainsi le diamètre utilisé doit être inférieur au diamètre du tube. Mais si une forte précision n'est pas nécessaire, ceci est souvent négligé.
Ainsi, dans ce calculateur, j'ai estimé le diamètre maximal du tube permettant les gouttes. J'ai assumé que pour qu'une goutte se forme, la force de tension superficielle doit être capable de tenir au moins l’hémisphère. Ainsi, la densité de liquide étant donnée, la formule devient
et le rayon est,
Quelques remarques concernant le calculateur ci-dessous. Tout d'abord, il ne calcule pas le poids et le volume si le diamètre est supérieur à celui donné par l'équation ci-dessus. Deuxièmement, les valeurs par défaut de la densité du liquide et du coefficient de tension superficielle sont données pour l'eau.
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