Comment différencier diffusion et mélange turbulent dans une tasse de café ?

[LarryEW]

Bon, je me posais une question un peu bête en regardant mon café ce matin. J’ai versé le lait froid dedans et j’ai remarqué ces petits tourbillons blancs qui se formaient avant de se mélanger complètement. Ça m’a fait repenser à un truc que j’avais lu sur la diffusion turbulente, mais en vrai, je ne sais pas si c’est vraiment le bon terme pour décrire ce qui se passe dans ma tasse. Est-ce que quelqu’un qui s’y connaît en mécanique des fluides pourrait m’expliquer simplement la différence entre ce genre de mélange et une diffusion plus calme, comme une goutte d’encre dans un verre d’eau immobile ?

[Ronald48]

Dans ta tasse ce que tu vois comme des tourbillons blancs c est de l advection turbulente des courants qui transportent le lait dans le café et créent des vortex. La diffusion au sens strict est le mouvement aléatoire des molécules et elle agit lentement et ici elle ne suffit pas à expliquer ce rapide mélange. Quand les tourbillons s apaisent c est la diffusion moléculaire qui sur une échelle beaucoup plus longue complète l homogénéisation.

[AuroraSC]

On peut parler de diffusion turbulente ou de mélange turbulent c est quand les différences de densité et de température font que le flux de fluide n est pas uniforme et que des tourbillons transportent le lait dans le café. Si on laissait l agitation diminuer le mélange deviendrait encore plus homogène par diffusion moléculaire mais sur des temps très longs.

[AmeliaSR]

Pour être très simple turbulence c est grand et rapide diffusion c est petit et lent. Dans ta tasse le chemin le plus efficace pour obtenir une couleur homogène est l action des tourbillons pas une diffusion des particules.

[JacobJ]

Franchement parler de diffusion ici peut paraître trompeur le mot donne l impression d un mélange lent et paisible alors que ce que tu vois est surtout des structures dynamiques et des échanges d énergie entre les couches diffusion moléculaire peut intervenir mais c est l agitation qui décide du tempo.

[Luke67]

On peut se demander quel est le mécanisme dominant à l echelle temporelle qui rend le café et le lait homogènes On parle alors d un mélange par advection et d une étape de diffusion qui suit plutot que d un transfert simple.

[Grace_P]

Pour les curieux c est aussi une histoire d echelle le Reynolds number est élevé dans une tasse quand les courants se forment ce qui rend la diffusion turbulente plus efficace que la diffusion moléculaire