TPE les bulles

...

2.Les différentes sortes de bulles

Nous pouvons donc à partir de ce que nous venons de dire sur les différents composants en déduire que s'il existe différentes solutions à bulles, il existe alors plusieurs sortes de bulles. C'est ce que nous allons expliquer dans cette partie portant sur les différents types de bulles.

1-Les différentes formes

Si l'on peut souffler une bulle dans toute forme de polygone régulier ou non, cette dernière va avoir pour objectif de prendre la forme qui nécessite le moins d'énergie pour subsister. Cette forme sera donc celle qui comporte le moins d'angles, car chaque angle nécessite un équilibre dans la répartition des molécules autour du sommet donc une dépense énergétique. La surface minimisant ces dépenses est donc la sphère, qui n'a aucun angle, donc qui est la plus stable. On peut donc en déduire que toute bulle soufflée d'une surface circulaire ou non va tendre une fois en 3 dimensions vers une forme sphérique.

2-Les différentes bulles

Pour la suite, on prendra le cas d'une bulle ayant été soufflée avec une baguette à bulles circulaire, de diamètre fixé. Nous avons vu, dans nos expérimentations, que même avec plusieurs types de solutions très différentes entre elles, principalement dans les proportions de chaque "ingrédient", la taille de la bulle en fonction du diamètre de la baguette ne varie pas. En effet, que l'on prenne une solution ayant une forte ou faible concentration en tensioactifs, la taille finale de la bulle reste inchangée.

On peut donc en déduire que la taille de la bulle dépend principalement de l'outil avec lequel elle a été conçue.

3.Les critères influants une bulle

Dans cette troisième partie axée plus sur la physique de la bulle, nous allons évoquer les deux principales variables qui peuvent influer dans la taille de la bulle, même avec une seule baguette à bulles. Ces deux variables sont la température, et la pression de l'air dans le milieu où est soufflée la bulle.

1.Incidence de la pression de l'air sur la bulle

Une bulle fait face à deux forces de pression différentes : tout d'abord celle à l'intérieur qui lui permet de maintenir sa forme tridimensionnelle, car elle est "gonflée" par cette pression. L'autre force pressante est celle de l'air entourant la bulle, allant à l'encontre de la première.

[pic 2]

Figure 1

[pic 3]

Figure 2

En général, les valeurs de ces deux pressions sont équivalentes(Figure 1) , mais une différence entre l'une et l'autre peut modifier la taille de la bulle. En effet, si la pression extérieure est plus importante que la pression intérieure, la bulle aura tendance à réduire de volume, du fait de l'appui de l'air extérieur qui comprime le volume de la bulle jusqu'à ce que les deux pressions s'équilibrent (Figure 2). Le contraire se produit si la pression de l'air intérieur est plus importante que celle de l'air extérieur (Figure 3).

Figure 3[pic 4]

2. Incidence de la température de l'air sur la bulle

La température d'un gaz est due aux molécules qui le compose. Plus ce gaz est chaud, plus ces molécules se déplacent vite dedans, et inversement. On peut donc définir la température comme un mouvement de matière, ici au sein d'un gaz. Si, pour une même quantité de matière à l'état gazeux, le volume dans lequel les particules peuvent circuler est plus petit à cause d'une augmentation de la pression extérieure par exemple, alors ces dernières sont ralenties dans leur mouvement, donc la température interne de la bulle diminue. Et inversement. On peut donc établir une relation entre la pression extérieure de la bulle (Pe) et sa température interne (Ti), de la forme Pe×Ti=valeur constante. La pression externe et la température interne de la bulle sont donc inversement proportionnelles.

II.La bulle dans les eaux

1.Les conditions de son apparition

-Différentes créations de bulles selon l’eau

2.Les bulles et les poissons

1-La respiration des poissons

2-La bulle pour la chasse sous-marines

3.Les bulles : échanges gazeux

-Le rôle d’une bulle dans les échanges gazeux

...