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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 8 — #16
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CHAPITRE 1 – TRANSFORMATION DE LA MATIÈRE
On appelle tension superficielle la résistance qu’oppose un liquide à l’augmentation de sa
surface.
Définition
La tension superficielle est une force linéique (force répartie le long d’une ligne), elle est
d’autant plus importante que les forces de cohésion internes au liquide sont intenses. Les
liquides tendent à adopter des formes qui minimisent leur surface. Les gouttes de liquide
tendent par conséquent vers une forme sphérique (forme présentant le plus petit rapport surface/volume).
On appelle capillarité d’un liquide l’ascension spontanée du liquide dans un tube capillaire
dans le champ de pesanteur.
Définition
Le phénomène de capillarité est imputable à l’existence de forces de cohésion dans le liquide
et à l’existence de forces d’adhésion (interaction attractive entre les molécules du liquide et
celles de la paroi du récipient contenant le liquide). Si le diamètre du tube contenant le liquide
est faible (capillaire), les forces d’adhésion dominent et peuvent permettre une ascension du
liquide à une hauteur détectable. Une indication des forces relatives d’adhésion et de cohésion
du liquide est la formation d’un ménisque, la surface courbe d’un liquide dans un tube étroit.
Ainsi, les bords du ménisque de l’eau dans un capillaire de verre sont courbés vers le haut (ils
forment une surface concave) parce que les forces d’adhésion entre les molécules d’eau et les
atomes d’oxygène ou les groupements -OH présents à la surface du verre ordinaire ont une
intensité comparable (voire supérieure) aux forces de cohésion entre molécules d’eau. Dans
un liquide comme le mercure, le ménisque est convexe (voir figure 1.2). Ce comportement
est significatif d’un liquide dont les forces de cohésion sont supérieures aux forces d’adhésion
au verre.
ménisque : cas de l'eau
dans un tube de verre
ménisque : cas du mercure
dans un tube de verre
FIGURE 1.2 – Formes possibles du ménisque d’un liquide dans un tube de verre
La viscosité d’un liquide est une mesure de la résistance du liquide à l’écoulement.
Définition
Plus la viscosité est élevée, plus l’écoulement du liquide est lent. La viscosité du liquide
est une indication de la force des interactions attractives entre molécules liquides. Ainsi, les
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CHAPITRE 1 – TRANSFORMATION DE LA MATIÈRE
On appelle tension superficielle la résistance qu’oppose un liquide à l’augmentation de sa
surface.
Définition
La tension superficielle est une force linéique (force répartie le long d’une ligne), elle est
d’autant plus importante que les forces de cohésion internes au liquide sont intenses. Les
liquides tendent à adopter des formes qui minimisent leur surface. Les gouttes de liquide
tendent par conséquent vers une forme sphérique (forme présentant le plus petit rapport surface/volume).
On appelle capillarité d’un liquide l’ascension spontanée du liquide dans un tube capillaire
dans le champ de pesanteur.
Définition
Le phénomène de capillarité est imputable à l’existence de forces de cohésion dans le liquide
et à l’existence de forces d’adhésion (interaction attractive entre les molécules du liquide et
celles de la paroi du récipient contenant le liquide). Si le diamètre du tube contenant le liquide
est faible (capillaire), les forces d’adhésion dominent et peuvent permettre une ascension du
liquide à une hauteur détectable. Une indication des forces relatives d’adhésion et de cohésion
du liquide est la formation d’un ménisque, la surface courbe d’un liquide dans un tube étroit.
Ainsi, les bords du ménisque de l’eau dans un capillaire de verre sont courbés vers le haut (ils
forment une surface concave) parce que les forces d’adhésion entre les molécules d’eau et les
atomes d’oxygène ou les groupements -OH présents à la surface du verre ordinaire ont une
intensité comparable (voire supérieure) aux forces de cohésion entre molécules d’eau. Dans
un liquide comme le mercure, le ménisque est convexe (voir figure 1.2). Ce comportement
est significatif d’un liquide dont les forces de cohésion sont supérieures aux forces d’adhésion
au verre.
ménisque : cas de l'eau
dans un tube de verre
ménisque : cas du mercure
dans un tube de verre
FIGURE 1.2 – Formes possibles du ménisque d’un liquide dans un tube de verre
La viscosité d’un liquide est une mesure de la résistance du liquide à l’écoulement.
Définition
Plus la viscosité est élevée, plus l’écoulement du liquide est lent. La viscosité du liquide
est une indication de la force des interactions attractives entre molécules liquides. Ainsi, les
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