Bonjour !
J'ai commencé la mécanique des fluides et comme j'étudie en autodidacte, j'ai certaines questions auquel le livre ne répond pas ^^''.
Le livre que je suis entrain d'étudier commence par la présentation de l'état liquide à travers plusieurs modèles. Notamment par le modèle de la table soufflante où on place des palets de rayon R et sur lesquels on va fixer une petit source lumineuse et on observera les trajectoires. Les photos sont prises avec un temps de pose plus grand que le temps moyen entre deux chocs. On calcule après la compacité qui est le rapport de la surface occupée par les disques sur la surface totale. L'agitation thermique est simulée par la vibration de la plaque ou des parois latérales. Le livre présente deux enregistrements, l'un avec une compacité et où les sources lumineuses ont l'air de se déplacer autour d'une position fixe et où l'arrangement des palets est périodique, et l'autre enregistrement avec une compacité
où les palets ont l'air de se déplacer autour d'une position qui n'est pas fixe, il n'y a plus l'arrangement périodique, tout est en chaos à peu près mais les palets restent quand même un peu proches les uns des autres.
Ce que je ne comprends pas c'est comment on est passé d'une configuration à une autre ? Est-ce qu'en augmentant les vibrations de la plaque, mais ca n'aurait pas de sens car on se dirait "qu'on augmente l'agitation thermique" et à température égale je doute qu'il y'ait plus d'agitation thermique dans un solide que dans un liquide non ? Et sinon, pourquoi on a cherché une "expérience" avec très peu de frottement ?
Le deuxième modèle est celui des disques durs qui sera un modèle numérique. Il dit que numériquement on obtient les mêmes résultats si on modélisait l'interaction entre deux particules par un potentiel nul si la distance entre deux centres est supérieure à et infiniment grand dans le cas contraire. (
étant le rayon d'une particule). Et il dit qu'un potentiel plus réaliste serait celui de Lennard-Jones
qui permet de rendre en compte d'une légère interpénétration des particules fortement limitée par le principe d'exclusion de Pauli, qu'il rend en compte l'attraction entre les particules due aux forces de Van der Waals pour des distances "très grandes" et qu'il y'a un minimum de ce potentiel pour
de l'ordre de
qui correspond à un équilibre stable.
Je comprends qu'ici peut prendre des valeurs inférieures à
d'où l'interpénétration, mais comment le principe d'exclusion de Pauli entre en jeu ici ? A ma connaissance il dit que deux électrons ne peuvent pas avoir exactement le même état quantique. Et sinon, pour l'équilibre stable, comment on l'observe en réalité ? Est-ce que si (même si je pense c'est impossible) à un moment donné toutes les particules sont à
les unes des autres, et qu'on observe aux rayons X le liquide, est-ce qu'on verra que tout est stable, rien ne bouge ?
J'espère que vous pourrez m'aider afin de bien commencer la mécanique des fluides et de comprendre la notion de liquide à partir de ces deux modèles (le premier à partir de la compacité et des déplacements des diverses particules même si c'est un modèle bidimensionnel, et le deuxième à partir des potentiels même si cela n'est pas concret ou visible mais je pense c'est le seul modèle à 3 dimensions).
Merci d'avance.
Bonjour,
Pour la table, on passe d'une configuration à une autre en mettant un peu moins de palets sur la table. Pour ce qui du frottement, au niveau microscopique cette notion disparait, donc pour réaliser une simulation macroscopique, il faut éliminer les frottements.
Pour ce qui est de Jones et Pauli, Jones cherche à reproduire classiquement l'effet quantique de Pauli. Simplement un quasi mur classique a bien les mêmes conséquences que le principe de Pauli : non interpénétration des atomes.
Pour l'équilibre stable, il faut supprimer l'agitation thermique, donc T -> 0K, mais il risque de se passer d'autre choses avant, solidification par exemple.
Bonjour,
Merci pour votre réponse !
Et sinon pour ces valeurs de compacités, c'est véridique juste en deux dimensions ? En 3 dimensions (ce qui est le cas de tous les liquides et métaux qu'on rencontre dans la réalité) la compacité maximale est 0.74 (celle d'un cristal cubique à face centrées), et donc la compacité d'un liquide en réalité est bien plus inférieure à 0.74 (comparé à l'enregistrement sur la table soufflante où on a un "liquide" avec une compacité de 0.74).
Le livre développe que généralement, pour une formation aléatoire, on trouve un cristal amorphe avec des empilements de compacité entre 0.5 et 0.65. Je me demande quels sont les processus qui conduisent à des métaux non amorphes (ce qu'on a étudié en cristallographie en MP par exemple le ZnS ou même le cuivre Cu).
Bonjour,
En 2D, la compacité maximale correspond à une maille hexagonale et vaut 0,91 ; donc loin de 0,74.
Pour ce qui est de la comparaison amorphe/cristal, cela emmène loin...
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