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Physique des systèmes complexes
Ainsi un film d'eau savonneuse est plus élastique que de l'eau pure. Pour expliquer ce résultat, il faut analyser la structure de l'acide gras qui constitue le savon.
Cette molécule est une chaîne de CH2 terminée à l'un de ses bouts par un élément
CHJ et à l'autre bout par un groupement acide C02H (figure 24). Le groupement
acide est hydrophile alors que la chaîne C-C-C est hydrophobe. Les molécules de
savon ont donc tendance à se regrouper à l'interface eau/air (figure 25). Puisque
leur tension superficielle est plus faible que celle de l'eau, l'interface de ce mélange est donc plus élastique que pour l'eau pure.
C ) - - - -
Figure24.
~l[tlll
Figure 25.
10.3. L'équation de Laplace
Nous avons jusqu'à présent discuté d'interfaces planes limitées par des courbes.
Que se passe-t-il lorsque l'interface est fermée. En absence de pesanteur, seule
l'énergie superficielle définit la forme de l'interface. Puisque à volume constant,
la sphère est la forme géométrique qui possède la plus petite surface, les interfaces
seront donc sphériques. Il en sera également de même pour les bulles ou les gouttes de petites taille, même en présence des forces de pesanteur qui seront négligeables devant les forces de tension superficielles.
Soit une goutte sphérique de rayon R (que ce soit une bulle d'air dans l'eau ou une
goutte d'eau dans l'air. On néglige la pesanteur. Soit L1p = p;,,, -Pext la différence
de pression entre l'intérieur et l'extérieur. Si on considère une courbe quelconque
dessinée sur la goutte, en tout point de cette courbe apparaissent des forces de
Physique des systèmes complexes
Ainsi un film d'eau savonneuse est plus élastique que de l'eau pure. Pour expliquer ce résultat, il faut analyser la structure de l'acide gras qui constitue le savon.
Cette molécule est une chaîne de CH2 terminée à l'un de ses bouts par un élément
CHJ et à l'autre bout par un groupement acide C02H (figure 24). Le groupement
acide est hydrophile alors que la chaîne C-C-C est hydrophobe. Les molécules de
savon ont donc tendance à se regrouper à l'interface eau/air (figure 25). Puisque
leur tension superficielle est plus faible que celle de l'eau, l'interface de ce mélange est donc plus élastique que pour l'eau pure.
C ) - - - -
Figure24.
~l[tlll
Figure 25.
10.3. L'équation de Laplace
Nous avons jusqu'à présent discuté d'interfaces planes limitées par des courbes.
Que se passe-t-il lorsque l'interface est fermée. En absence de pesanteur, seule
l'énergie superficielle définit la forme de l'interface. Puisque à volume constant,
la sphère est la forme géométrique qui possède la plus petite surface, les interfaces
seront donc sphériques. Il en sera également de même pour les bulles ou les gouttes de petites taille, même en présence des forces de pesanteur qui seront négligeables devant les forces de tension superficielles.
Soit une goutte sphérique de rayon R (que ce soit une bulle d'air dans l'eau ou une
goutte d'eau dans l'air. On néglige la pesanteur. Soit L1p = p;,,, -Pext la différence
de pression entre l'intérieur et l'extérieur. Si on considère une courbe quelconque
dessinée sur la goutte, en tout point de cette courbe apparaissent des forces de