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а
En thermodynamique des surfaces, la variation de travail s’écrit ;
6W = - pdv + ycL4
la variation d’énergie libre F devient ainsi :
dF = - pdv + ycL4 - SdT
La définition thermodynamique de la tension superficielle est donc ;
(dF ^
■a
O
c
û
t H
O
f M
(y)
3. La force capillaire
La tension superficielle créée par un liquide génère des forces qui peuvent être mises
en évidence à l’aide du dispositif suivant : on place une barre mobile sur un cadre fixe
en forme de rectangle. On immerge le tout dans de l’eau savonneuse ce qui forme deux
films de part et d ’autre de la barre mobile. Si l’on crève l’un des deux films, la barre
mobile se déplace vers l’extrémité du rectangle qui lui est reliée par le film.
ôx
/sup
//////////////
/inf
Ce déplacement provient du fait que l’interface eau savonneuse/air cherche à diminuer
sa surface ce qui créé une force sur la barre mobile.
Si L est la longueur du barreau et ôx son déplacement, on a :
Ô/4 = Lôjc et donc ôVL = 2yLô.v
Le facteur 2 dans l’expression précédente provient du fait que deux interfaces (l’une
supérieure et l’autre inférieure) sont mises en jeu dans ce déplacement. Le travail de la
force capillaire est :
ÔVL=Fdr.
On en déduit ;
F = 2yL
y est la force par unité de longueur qui agit sur la barre, elle est tangente à la surface
et dirigée dans le sens du liquide.
Ф
U
ü
V -
Ф
X
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