13.1 Tension superficielle des liquides
Figure 13.1
13.1.2 Forces intermoléculaires dans un fluide.
Énergie de surface
L’étude des fluides a montré l’existence de forces d’interaction attractives entre les
molécules avec un rayon d’action relativement faible (une dizaine de nanomètres).
Donc, pour une molécule donnée, de centre A/, seules les molécules contenues dans
la sphère de centre M et de rayon r ~ 10 nm agissent sur elle.
Une molécule à l'intérieur du liquide est en équilibre grâce
aux forces exercées sur elle, dans toutes les directions, par les
autres molécules voisines. Pour les molécules superficielles,
c’est-à-dire celles qui appartiennent aux couches constituant
l’interface liquide-gaz, il n’y a plus de compensation possible. Chacune de ces molécules sera soumise à une force
dirigée vers l’intérieur du liquide (Fig. 13.1). L’ensemble de
ces forces tend à comprimer légèrement la couche de surface
et a tendance à réduire la surface libre du liquide.
Pour accroître l’aire de la surface libre du liquide, il faut amener des molécules de
l’intérieur vers la surface libre et donc fournir de l’énergie au fluide.
Le travail fourni par le milieu extérieur au fluide, pour accroître sa surface de dS.
est proportionnel à la variation de surface, soit
8W = ydS
(13.1)
La constante y est appelée constante de tension superficielle. Son unité est le J. m
ou N. m-1.
Autre unité de la constante de tension superficielle :
Le dyne/ cm où 1 dyne/cm = 1 mN/ m (1 milliNewton/mètre).
© D u n ix l —
L a
p h o to c o p ie non
a u to risé e
e st un
délit
13.1.3 La tension superficielle
Considérons une fine pellicule d’un liquide (membrane rectangulaire élastique), de
largeur l et de longueur L, tendue entre deux tiges horizontales dont I une est fixe
(Fig. 13.2).
Pour agrandir sa surface S, il faut appliquer une force F sur 1 extrémité mobile.
L énergie dépensée pour accroître cette surface de dS = Idx est :
d^dep = ydS où y représente la tension superficielle de la membrane.
Figure 13.1
13.1.2 Forces intermoléculaires dans un fluide.
Énergie de surface
L’étude des fluides a montré l’existence de forces d’interaction attractives entre les
molécules avec un rayon d’action relativement faible (une dizaine de nanomètres).
Donc, pour une molécule donnée, de centre A/, seules les molécules contenues dans
la sphère de centre M et de rayon r ~ 10 nm agissent sur elle.
Une molécule à l'intérieur du liquide est en équilibre grâce
aux forces exercées sur elle, dans toutes les directions, par les
autres molécules voisines. Pour les molécules superficielles,
c’est-à-dire celles qui appartiennent aux couches constituant
l’interface liquide-gaz, il n’y a plus de compensation possible. Chacune de ces molécules sera soumise à une force
dirigée vers l’intérieur du liquide (Fig. 13.1). L’ensemble de
ces forces tend à comprimer légèrement la couche de surface
et a tendance à réduire la surface libre du liquide.
Pour accroître l’aire de la surface libre du liquide, il faut amener des molécules de
l’intérieur vers la surface libre et donc fournir de l’énergie au fluide.
Le travail fourni par le milieu extérieur au fluide, pour accroître sa surface de dS.
est proportionnel à la variation de surface, soit
8W = ydS
(13.1)
La constante y est appelée constante de tension superficielle. Son unité est le J. m
ou N. m-1.
Autre unité de la constante de tension superficielle :
Le dyne/ cm où 1 dyne/cm = 1 mN/ m (1 milliNewton/mètre).
© D u n ix l —
L a
p h o to c o p ie non
a u to risé e
e st un
délit
13.1.3 La tension superficielle
Considérons une fine pellicule d’un liquide (membrane rectangulaire élastique), de
largeur l et de longueur L, tendue entre deux tiges horizontales dont I une est fixe
(Fig. 13.2).
Pour agrandir sa surface S, il faut appliquer une force F sur 1 extrémité mobile.
L énergie dépensée pour accroître cette surface de dS = Idx est :
d^dep = ydS où y représente la tension superficielle de la membrane.