Les lois d'échelle sont un concept en sciences et en génie. Il se réfère à des variables qui changent de façon importante selon l'échelle (taille) étant pris en compte. Par exemple, si vous avez essayé de construire un véhicule minier de 50 tonnes à l'aide des hypothèses techniques identiques à celles d'une voiture de 2 tonnes, vous auriez probablement se retrouver avec un véhicule qui n'a même pas courir. Les "lois d'échelle" terme apparaît souvent lorsque l'on considère la conception d'une construction qui est anormalement grande ou petite, de sorte que réflexion approfondie est nécessaire d'étendre les principes de constructions typiques de la taille des constructions de taille inhabituelle.
Certaines lois d'échelle sont simples. Par exemple, «pour une construction en trois dimensions, le volume augmente avec le cube de dimensions linéaires." Cela signifie simplement que pour chaque augmentation de 10 fois dans les dimensions linéaires, le volume de la construction augmente d'un facteur de 1000. Ceci est important pour la conception de machines ou de structures: si vous voulez doubler la capacité d'un château d'eau, vous feriez qu'augmenter ses dimensions linéaires d'un pour cent de quelques dizaines, plutôt que de les doubler. Simple mais vrai.
Il existe des variantes plus complexes de lois d'échelle. Parmi les manifestations les plus intéressantes de lois d'échelle sont en cours dans les domaines de la microtechnologie et la nanotechnologie, où les ingénieurs doivent à la fois faire face et à exploiter les propriétés inhabituelles résultant des petites échelles. Dans la microfluidique, certaines de ces propriétés inhabituelles comprennent un écoulement laminaire, la tension superficielle, électromouillage, rapide relaxation thermique, les charges électriques de surface, et de la diffusion. Par exemple, dans les chambres des fluides avec des tailles inférieures à environ un demi-millimètre, l'écoulement est laminaire, ce qui signifie que les deux canaux convergents ne pouvez pas mélanger à travers la turbulence, comme sur la macro-échelle, et doit au contraire mélanger par diffusion. Il existe de nombreux autres exemples de lois d'échelle ici.
Lorsque certaines propriétés sont conservées indépendamment de l'échelle, il est appelé invariant d'échelle. Les exemples incluent tout ce qui se produit sur toutes les échelles de taille, notamment le phénomène des avalanches, de l'usure dans les isolants électriques, la percolation de fluides à travers les milieux désordonnés, et la diffusion des molécules en solution. Comme nous en apprendre plus sur la physique et de la mécanique, nous découvrons de nouvelles intéressantes échelle invariants phénomènes. En général, les propriétés physiques varient avec la plus grande échelle.