Coca Cola et mécanique des fluides

Coca Cola et mécanique des fluides
06 avril 2007

Voilà, j'ai voulu testé la pertinence des réponses apportées par la communauté sur Yahoo Questions Réponses sur une question un peu plus évoluée que "mon copain m'a largué qu'est-ce que je dois faire ?" comme on trouve beaucoup. Ma question fait suite à une observation et me taraude depuis plusieurs années.
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Pourquoi lorsque les bulles dans le Coca (ou autre) remontent à la surface se collent elles toutes sur les parois et y sont très vite attirées ?
Lorsque les bulles de gaz remontent à la surface elles "se pécipitent" contre les parois du verre. Pourquoi donc. Même question dans le chocolat au lait (idem pour autre) faites des bulles elles se déplacent lentement puis, arrivées à 5 mm d'une paroi elles accélèrent pour se coller à celle-ci. Pourquoi donc ??
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J'ai eu 7 réponses en 2 jours. S'il y a des spécialistes de la mécanique des fluides dans mes lecteurs il mettront peut-être d'accord les participants. Je vous reconstitue les réponses dans les commentaires pour alléger le corps du texte. Qu'en pensez-vous ?

Libellés : 07, question

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9 Commentaires

Le 06 avril, 2007, khepri31 dit...: C'est l'attraction universelle;
Les objets de masse importante attirent ceux qui ont une masse plus faible. En absence de résistance mécanique (ou faible résistance mécanique) les objets s'attirent entre eux...
cette attraction est compensée, pour les astres, par leur rotation qui leur donne une force supplémentaire, la force centrifuge. Si les astres du système solaire étaient immobiles, ils seraient attirés les uns vers les autres.
C'est très simplifié, mais c'est comme ça que ça marche !
C'est la loi de l'attraction universelle, découverte par Newton, ce génial bonhomme !
Le 06 avril, 2007, momo5420… dit...: C'est une excellente question! Je ne suis pas sûr de moi mais voici ce que je pense (je viens d'ailleurs de faire l'expérience pour vérifier!):
Une fois qu'elles se sont formées sur les parois dans le fond du verre (pourquoi? c'est encore autre chose...), les bulles remontent à cause de la poussée d'Archimède, et ce jusqu'à la surface. Pendant cette phase de montée, si on regarde bien, les bulles ne sont absolument pas attirées par les parois... Donc a priori pas d'attraction entre le verre et les bulles (et surtout pas gravitationnelles!!!).
Mais effectivement, une fois qu'elles arrivent à la surface, certaines bulles sont irrésistiblement "attirées" vers les côés du verre. Pas toutes! celles qui sont vers le centre du verre ne bougent pas d'un cheveu et finissent par éclater seules au centre... Par contre, celles qui étaient déjà proches se collent.

Je pense (et je peux me tromper!) que l'explication est relativement simple... Les bulles n'ont qu'une envie, monter le plus haut possible (comme un ballon gonflé à l'hélium dans une pièce).
Or, il faut savoir que la surface du liquide (du coca en l'occurrence) n'est pas parfaitement plane! Elle l'est au centre, mais près des côtés, à cause "d'histoires" de tension superficielle, elle est courbée "vers le haut". On dit que l'eau et la majorité des liquides cherchent à mouiller le verre. Le phénomène n'est pas énorme dans un verre, mais par exemple dans une paille c'est absolument clair...
En résumé, la surface est plane, sauf près des côtés où elle remonte un peu. Et donc, tout comme si le plafond en biais, le ballon ira à l'endroit le plus haut, et bien la bulle ira aussi à l'endroit le plus haut, c'est à dire au plus près du verre!!!

Remarque pour Cjay : Le but de ce genre de forum est que chacun apporte sa modeste contribution à des questions, sans prétendre avoir la réponse absolue. Et donc, critiquer les autres réponses, en affirmant que certaines choses sont fausses, alors que dans sa réponse, il y a de grosses c...., c'est pas très brillant...
Par exemple, si tu peux expliquer au monde entier ce qui fait qu'un objet moins dense qu'un liquide dans lequel il baigne a tendance à monter. Si ce n'est pas la poussée d'Archimède, alors là fait immédiatement une thèse car tu tiens une nouveauté! De même, si la capillarité n'est pas un phénomène qui découle des différentes tensions superficielles des milieux, qu'est-ce???
Enfin, tu nous apporte une nouvelle théorie et tu sembles bien sûr de toi. Mais si les bulles laissent derrière elles un sillage, explique au moins pourquoi celui-ci est dissymétrique et tend à "pousser" les bulles vers les parois...
A bon entendeur...
Le 06 avril, 2007, ouaiiiii… dit...: Desolee je ne connais pas la reponse a ta question, par contre, je suis contente de voir qu'il y a des qristes qui rehaussent un peu le niveau de yahoo q/r!
Le 06 avril, 2007, jdk dit...: C est ce qu on appelle la capilarite, pour reduire la tension superficielle de surface c est plus facile de venir se "coller" sur le bord du verre.

Plus d info la si ca t interesse :
http://www.chez.com/deuns/sciences/phys_...

Sources :

PS : Rien avoir avec la loi de gravitation universelle, elle est bien trop faible a cette echelle !!
Le 06 avril, 2007, zezette dit...: Parce que tu n'as rien d'autre à faire en ce moment alors qu'il y a des milliers d'individus qui crèvent au travail
Le 06 avril, 2007, CJay dit...: Bah l'explicatioin de MoMo, comme ca elle a l'air rationnelle mais le 3/4 est completement faux.

D'abord si les bulles remontent c'est tout simplement parce que le gaz (CO2) est moins dense que le liquide, c'est comme l'huile et le vinaigre. Rien à voir donc avec la poussée d'Archimède.

Ensuite, pour les avoir observées avec attention, je ne trouve pas que c bulles soient attirées par les parois (question de perception sans doute). Cependant, on pourrait expliquer ce phénomène de la façon suivante: en remontant, les bulles provoquent une perturbation dans leur environnement proche, elles "expulsent" le liquide sur les cotés, empêchant de ce fait la progression linéaire des bulles qui suivent. Chaque bulle ascendante dévie la suivante vers les parois, cette dernière suivant le courant.

A cela il faut aussi rajouter les courants de convection dus aux échanges de chaleur avec la paroi du verre. Ces courants sont plus rapides le long de la paroi c'est pour cela que tu as l'impression que les bulles accélérèrent. Elles suivent aussi ces courants.

Enfin si certaines se "collent" aux parois, c'est parce que ces parois ne sont pas parfaitement lisses, elles possèdent de nombreuses irrégularités qui retiennent le gaz (ainsi que le liquide). A cette échelle on ne parle pas de capillarité (enfin je ne pense pas!), cela est plutôt du aux fameuses "histoire de tensions superficielles dont parlent MoMo.

Edit:
Houla g véxer MoMo! Désolé mais qd je ne suis pas d'ac je le dis, g comme mm le droit d'exprimer mon désaccord!

Prouve-moi que g tord et j'admettrais que tu as raison!
Je t'accorde Archimède qui est EN PARTIE responsable de la montée des bulles mm si c avant tout le liquide (au-dessus du gaz) qui tombe, chassant donc la bulle. Pour le reste, prend un BON bouquin de mécanique des fluides et ouvre-le aux chapitres Bernoulli, Navier-Stokes puis Reynolds (sur la viscisité), ensuite reviens me voir, on pourra discuter des c... que je raconte. bonne lecture...
Le 06 avril, 2007, chameau_... dit...: Ton impression est trompeuse !

aurais tu oublié que vu la couleur du coca tu es dans l'incapacité de voir les bulles qui s'élèvent au centre de la bouteille ?

pour le vérifier remplis ton verre avec du champagne, du cidre qui est transparent et regarde le verre depuis le dessus => tu constateras que les bulles (au début lorsque beaucoup de bulles se dégagent encore) apparaissent sur toute la surface du liquide !

Par la suite, lorsque le liquide est déjà pas mal dégazé, les bulles moins nombreuses apparaîtront sur les parois du verre
Pourquoi ?

Tout simplement à causes de imperfections microscopiques du verre !

Et cela n'a RIEN à voir avec la loi de l'attraction universelle !

Santé ! car je viens de boire un verre de bon cidre de Normandie !
Fais le, tu verra ce qu'il est est par toi même !
Le 08 décembre, 2007, Benja dit...: 1) les bulles de CO2 ont une densité inférieure à celle du liquide, donc elles remontent. (ca c'est élémentaire)
2)ensuite, comme les bulles sont composées d'eau à leur surface, elle se "collent" à la paroi du récipient (verre, PET, ...) pour former des liaisons hydrogène avec elle. Ces liaisons confèrent une stabilité à la goutte qui s'y sent mieux... voilà pourquoi elle y reste.

Parfois, ces liaisons sont suffisamment fortes pour permette à la goutte de rester "collée" même dans le liquide, vainquant à la fois la poussée d'archimède (minime) et la différence de densité.

P.S: Ca n'a rien à voir avec les imperfections du verre, c'est pas comme le champagne!!!
Ici le fait d'ouvrir la bouteille fait chuter la pression dans la bouteille, ce qui diminue la solubilité du gaz (CO2) dans le liquide. Le CO2 est donc libéré dans la bouteille (et pas seulement sur les côtés comme dans un verre de champagne).

Voilà une explication de chimiste

Benja
Le 08 décembre, 2007, whi* dit...: je me disais aussi que ça devait être un truc comme ça...
parce que la loi de l'attraction universelle ou la poussée d'archimède?
hum...
la chimie il n'y a que ça de vrai.
Vive les chimistes ;-)