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Cohésion (physique)

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La cohésion d'éléments physiques similaires de matière est la résultante de l'ensemble des forces[1],[2] qui les unissent, qui maintient ces éléments ensemble. Ces trois forces essentielles[3] sont l'interaction forte, l'interaction électromagnétique et l'interaction gravitationnelle.

Caractérisation selon l'échelle observée

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Les caractéristiques physiques différentes de chacune de ces forces (notamment en fonction de leur portée, des charges électriques et des masses concernées) font qu'elles s'expriment très différemment suivant l'échelle des éléments :

Formulation

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Dans le noyau atomique, l'énergie de cohésion est avec égal à la différence de la somme des masses unitaires des nucléons avec celle de la masse totale du noyau atomique[5].

La cohésion d'un corps pur dépend de son état. Elle est très forte pour un solide, faible et variable pour un liquide, nulle pour un gaz[6],[7].

L'énergie de la cohésion[2],[8] d'un solide, comme l'énergie réticulaire d'un cristal, correspond à sa chaleur latente de sublimation, celle d'un liquide à sa chaleur latente de vaporisation[3].

Au niveau du noyau atomique, la radioactivité marque une limite de la cohésion nucléaire.

La cohésion d'un morceau de sucre disparaît lors de sa dissolution dans de l'eau liquide.

Au-delà de l'échelle des superamas de galaxies, la caractéristique en expansion de l'Univers marque la limite de la cohésion de l'univers. Son accélération nécessite notamment une autre force provenant de l'énergie sombre.

Phénomènes liés

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Rouleaux de neige montrant sa cohésion.

La cohésion participe activement aux phénomènes de tension superficielle, coalescence, capillarité, adhésion, frittage, viscosité. Les frottements mécaniques participent aussi à la cohésion de certains objets.

La cohésion est variable sur différents types de matériaux, par exemple :

L'instrument utilisé en mécanique des sols pour mesurer la cohésion de certains sols fins est le scissomètre.

Références

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  1. a b et c Peter William Atkins et Paul Depovere, Éléments de chimie physique, Paris, Bruxelles, DeBoeck Université, , 501 p. (ISBN 2-7445-0010-0), p. 365.
  2. a et b Jean Pierre Mercier, Gérald Zambelli et Wilfried Kurz, Introduction à la science des matériaux, Lausanne, Presses polytechniques et universitaires romandes, , 499 p. (ISBN 2-88074-402-4, lire en ligne), p. 45-50, 60.
  3. a b et c Séverine Bagard, Physique-Chimie 1e S : Tout-en-un, Rosny-sous-bois, Bréal, , 431 p. (ISBN 978-2-7495-0813-9 et 2-7495-0813-4, lire en ligne), p. 31-32, 407-408.
  4. a b et c Sylvain Lamblot, La lumière, la matière et l'univers expliqués simplement : Je comprends enfin, Paris, , 82 p. (ISBN 978-1-291-25334-4, lire en ligne), p. 43-45.
  5. D.F. Shriver et Peter William Atkins (trad. de l'anglais), Chimie inorganique, Paris, Bruxelles, DeBoeck Université, , 763 p. (ISBN 2-7445-0110-7, lire en ligne), p. 6.
  6. Adolphe Ganot, Traité élémentaire de physique expérimentale et appliquée et de météorologie, Paris, , 904 p., p. 50.
  7. Pierre-François Thomas, Précis de physique-chimie : Première et deuxième années, Paris, Bréal, , 225 p. (ISBN 2-7495-0591-7, lire en ligne), p. 166.
  8. Maurice Gerl et Jean-Paul Issi, Physique des matériaux, Lausanne, Presses polytechniques et universitaires romandes, , 705 p. (ISBN 2-88074-311-7, lire en ligne), p. 237-238.
  9. André Musy et Marc Soutter, Physique du sol, Lausanne, Presses polytechniques et universitaires romandes, coll. « Gérer l'environnement », , 339 p. (ISBN 2-88074-211-0, lire en ligne), p. 178.
  10. « Nivologie - Connaissances de base », sur anena.org, .
  11. Philippe Coussot et Christophe Ancey, Rhéophysique des pâtes et des suspensions, EDP Sciences, , 266 p. (ISBN 2-7598-0258-2, lire en ligne), p. 231-232.

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Articles connexes

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