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La longueur capillaire pour une interface eau/air (y = 72 mJ x m est égale à :
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72x10" = 2 ,7 X10 ^ =2,7 mm
10^x9,81
Dans le système international, la masse volumique de l’eau, p, est égale à 10^ kg • m"^ et
l’accélération de la pesanteur, g, à 9,81 m • s“^. Pour un capillaire d’un rayon de 1 mm, et un
angle 0g égal à 0°, la hauteur d’eau sera égale à : / / = 2 x 2,7“ x lO’^/lO"^ = 1,5 cm.
2. Imbibition des milieux poreux
D ’après la loi de Jurin, la hauteur H du liquide dans le capillaire est directement
proportionnelle au cosinus de l’angle de contact 0^. Selon la mouillabilité du capillaire,
celui-ci peut prendre toutes les valeurs entre 0 et 180°; H est négatif si 0 ^ > 90°, ce qui
correspond à une descente dans le capillaire (cas c de la figure). C ’est ce qui est observé
dans le cas du mercure ; on parle alors de liquide non mouillant.
Ceci est important pour l’imbibition (ou imprégnation) des milieux poreux et des
poudres. Le liquide envahit spontanément les pores si 0p < 90°et ainsi, par exemple, le
sucre se dissout dans l’eau. Par contre la poudre de chocolat naturel est insoluble et il
faut la traiter pour faire du chocolat soluble.
3. Limite de la loi de Jurin
La loi de Jurin a été établie dans le cas où il se forme un ménisque assimilable à une
calotte sphérique, ce qui est le cas avec des capillaires fins pour lesquels r < C
Lorsqu’on utilise un tube de plus grande section, l’interface adopte une forme complètement différente : il est aplati au milieu et se raccorde aux parois du capillaire en
formant un ménisque de hauteur h{h~ /^^(1 -s in 0 g . )), ce qui permet une mesure de C
Selon le rayon du capillaire, on aura ainsi principalement deux régimes :
• r «
: c’est un régime de capillarité et la loi de Jurin est valide.
• r»l^ \ c’est un régime de gravité et le liquide ne monte plus dans le capillaire H = 0.
La loi de Jurin n’est plus valide.
D
rFiche 182
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