Chap. 13. Les phénomènes de surface
On plonge, dans un récipient plein d’eau à la température de 20 °C, deux tubes
très fins verticaux de rayons respectifs ri = 0, 15 mm et r2 inconnu.
Si l'angle de mouillement est 0 ~ 0 °, peau = 1 000 kg. m 3
et y eau = 7,2.10-2 N. m-1 alors :
□ 1. La hauteur d’ascension du liquide, dans le tube (1) est h\ ~9,8cm.
□ 2. Le rayon du tube (2) est r2 = 0,25 mm puisqu’on a observé une montée
d'une hauteur /i2 ~ 5.9 cm.
J 3. On chauffe l’ensemble jusqu’à la température de 70 °C. On observe alors
une différence de hauteur entre les deux tubes de A/î = 3,5 cm. La
constante de tension superficielle du liquide à cette température est de
8.0.10-2 N. m"1.
4. On ramène l’ensemble à la température de 20 °C et on change le liquide
par un autre liquide de constante de tension superficielle yx. La différence
de hauteur observée entre les deux tubes est A/? ~ 2,5 cm.
□ a) Les tubes étant inchangés, il y a donc proportionnalité entre A/î et
y. Cela entraîne donc yx = 5,2.10-2 N. m-1.
□ b) yx = 4,2.10-2 N. m-1, car le liquide a une masse volumique d’environ 800 kg.m-3.
Corrigés
Exercices
L anneau est soumis à son poids P et à la résultante F des forces de tension
superficielle (Fig. 13.14).
Figure 13.14
L’équilibre se traduit par P + F = .
La projection selon un axe vertical entraîne : P = F.
t
mg et F = yl où I représente la longueur totale de la ligne selon laquelle
s exercent les forces de tension superficielle, soit / = 277(rj + r2).
Ainsi mg = 27ry(r1+ r2), soit
mg
27ry(n + r2)
(13.8)