234
Physique des systèmes complexes
Dans ce cas, on peut calculer la surpression qui existe en un point A infiniment
voisin de l'interface (situé dans l'air) et un point B infiniment voisin de l'interface
mais situé dans le liquide. Cette surpression est donnée par la loi de Laplace
(4)
où r est le rayon du tube capillaire Bien évidemment entre le point B et un point C
situé à la surface de l'eau, il existe une différence de pression donnée par
Pc-PA =pgh
(5)
Mais comme les points C et B sont tous deux à la pression atmosphérique, il vient
en égalisant ( 4) et ( 5)
h = 20'
(6)
pgr
Si le liquide ne mouille pas parfaitement le verre, il existe un angle de raccordement différent de m2 et dans ce cas l'interface est une calotte sphérique dont le
rayon R n'est plus égal au rayon du capillaire mais est donné (voir figure 31) par
R=-rcos(B)
(7)
Bien entendu cet angle dépend maintenant des différentes tensions superficielles
des 3 phases en présence. La surpression est alors donnée par
et la hauteur h par
/:J.P = 2a = 2a cos( B) = pgh
R
r
h = 2a.cos(B)
pgr
(8)
(9)
Cette relation est d'ailleurs algébrique et si le cosinus est négatif, en fait le liquide
descend au lieu de monter.
10.6. Cohésion des liquides
Lorsqu'un liquide se trouve dans un capillaire, quelle force faut-il exercer pour
briser cette colonne de liquide ? Briser la colonne revient à créer deux interfaces.
Soit S la section de la colonne et a la tension superficielle liquide/vide. Il faut
donc fournir une énergie W égale à 2Sa. Cette énergie correspond au travail de la
force qu'il faut exercer pour lutter contre les forces d'interaction moléculaires
jusqu'à ce que celles-ci soient négligeables. De fait, les forces d'interaction moléculaires sont de courtes portées et l'on estime qu'elles n'excèdent pas une distance
l de l'ordre de la taille d'une dizaine de molécules, soit environ une vingtaine
d'angstroms. Ce travail est donné par W = F.l donc
Physique des systèmes complexes
Dans ce cas, on peut calculer la surpression qui existe en un point A infiniment
voisin de l'interface (situé dans l'air) et un point B infiniment voisin de l'interface
mais situé dans le liquide. Cette surpression est donnée par la loi de Laplace
(4)
où r est le rayon du tube capillaire Bien évidemment entre le point B et un point C
situé à la surface de l'eau, il existe une différence de pression donnée par
Pc-PA =pgh
(5)
Mais comme les points C et B sont tous deux à la pression atmosphérique, il vient
en égalisant ( 4) et ( 5)
h = 20'
(6)
pgr
Si le liquide ne mouille pas parfaitement le verre, il existe un angle de raccordement différent de m2 et dans ce cas l'interface est une calotte sphérique dont le
rayon R n'est plus égal au rayon du capillaire mais est donné (voir figure 31) par
R=-rcos(B)
(7)
Bien entendu cet angle dépend maintenant des différentes tensions superficielles
des 3 phases en présence. La surpression est alors donnée par
et la hauteur h par
/:J.P = 2a = 2a cos( B) = pgh
R
r
h = 2a.cos(B)
pgr
(8)
(9)
Cette relation est d'ailleurs algébrique et si le cosinus est négatif, en fait le liquide
descend au lieu de monter.
10.6. Cohésion des liquides
Lorsqu'un liquide se trouve dans un capillaire, quelle force faut-il exercer pour
briser cette colonne de liquide ? Briser la colonne revient à créer deux interfaces.
Soit S la section de la colonne et a la tension superficielle liquide/vide. Il faut
donc fournir une énergie W égale à 2Sa. Cette énergie correspond au travail de la
force qu'il faut exercer pour lutter contre les forces d'interaction moléculaires
jusqu'à ce que celles-ci soient négligeables. De fait, les forces d'interaction moléculaires sont de courtes portées et l'on estime qu'elles n'excèdent pas une distance
l de l'ordre de la taille d'une dizaine de molécules, soit environ une vingtaine
d'angstroms. Ce travail est donné par W = F.l donc