capillarit
Publié le 07/12/2021
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capillarité. n.f. PHYSIQUE : force qui tire la surface d'un liquide vers le haut (ou vers le bas) dans un tube étroit. Lorsqu'on
trempe un tube fin en verre ouvert à ses deux extrémités (tube capillaire) dans un récipient rempli d'eau, le niveau monte dans le
tube ; plus le tube est fin, plus le niveau dans le tube est haut par rapport à celui de l'eau dans le récipient. C'est le phénomène de
capillarité. Si le liquide n'est pas de l'eau mais du mercure, l'effet est inverse : le niveau descend dans le tube. La capillarité concerne
l'ensemble des phénomènes liés à l'action de la force agissant sur toute surface libre d'un liquide, force qui tend à diminuer le plus
possible cette surface. En effet, les molécules à la surface du liquide ont moins de voisines que celles qui sont en profondeur, elles sont
donc moins exposées à des interactions, ce qui leur laisse une énergie supplémentaire par rapport aux molécules immergées. Diminuer
l'aire d'une surface libre apporte une énergie W = A.dS où A (en joules . cm-2) est la tension superficielle qui ne dépend que du liquide
en question et de la température (dS est la diminution de surface). Sous la seule action de la tension superficielle, tout liquide prendrait
la forme d'une goutte sphérique ; mais à cette action s'oppose l'effet de la pesanteur qui aplanit la surface. L'influence des forces
superficielles ne se fera donc sentir que dans des cas particuliers où la surface du liquide est très grande par rapport à son volume.
Ainsi, dans le cas d'un tube étroit plongé dans un liquide, la surface se déforme en une portion de sphère. Cela crée une surpression et
le niveau monte (ou descend) pour que le poids équilibre les forces de pression. Le calcul montre que l'ascension h est égale à
(r étant le rayon du tube, " la masse volumique du liquide et g l'accélération de la pesanteur) ; h dépend donc du diamètre du tube,
mais aussi d'un angle Z qui caractérise l'interaction du liquide avec le solide. Dans le cas de l'eau sur du verre, cos Z est nul : on dit que
l'eau mouille parfaitement le verre. Le mercure, lui, ne mouille pas le verre, cos Z est négatif, donc h aussi : le niveau descend dans le
tube.
La capillarité se manifeste par beaucoup d'autres phénomènes : les bulles de savon, le mouillage des éponges ou des papiers
buvards. C'est la capillarité qui permet le fonctionnement des stylos à encre et à bille, c'est elle aussi qui donne leur forme de pointe
aux pinceaux que l'on a trempés dans de l'encre de Chine ; c'est elle, enfin, qui expliquerait peut-être en partie la remontée de la sève
dans les arbres.
Complétez votre recherche en consultant :
Les corrélats
hydrostatique
Jurin (loi de)
Poisson Siméon Denis
superfluidité
Les livres
capillarité, page 860, volume 2
capillarité. n.f. PHYSIQUE : force qui tire la surface d'un liquide vers le haut (ou vers le bas) dans un tube étroit. Lorsqu'on
trempe un tube fin en verre ouvert à ses deux extrémités (tube capillaire) dans un récipient rempli d'eau, le niveau monte dans le
tube ; plus le tube est fin, plus le niveau dans le tube est haut par rapport à celui de l'eau dans le récipient. C'est le phénomène de
capillarité. Si le liquide n'est pas de l'eau mais du mercure, l'effet est inverse : le niveau descend dans le tube. La capillarité concerne
l'ensemble des phénomènes liés à l'action de la force agissant sur toute surface libre d'un liquide, force qui tend à diminuer le plus
possible cette surface. En effet, les molécules à la surface du liquide ont moins de voisines que celles qui sont en profondeur, elles sont
donc moins exposées à des interactions, ce qui leur laisse une énergie supplémentaire par rapport aux molécules immergées. Diminuer
l'aire d'une surface libre apporte une énergie W = A.dS où A (en joules . cm-2) est la tension superficielle qui ne dépend que du liquide
en question et de la température (dS est la diminution de surface). Sous la seule action de la tension superficielle, tout liquide prendrait
la forme d'une goutte sphérique ; mais à cette action s'oppose l'effet de la pesanteur qui aplanit la surface. L'influence des forces
superficielles ne se fera donc sentir que dans des cas particuliers où la surface du liquide est très grande par rapport à son volume.
Ainsi, dans le cas d'un tube étroit plongé dans un liquide, la surface se déforme en une portion de sphère. Cela crée une surpression et
le niveau monte (ou descend) pour que le poids équilibre les forces de pression. Le calcul montre que l'ascension h est égale à
(r étant le rayon du tube, " la masse volumique du liquide et g l'accélération de la pesanteur) ; h dépend donc du diamètre du tube,
mais aussi d'un angle Z qui caractérise l'interaction du liquide avec le solide. Dans le cas de l'eau sur du verre, cos Z est nul : on dit que
l'eau mouille parfaitement le verre. Le mercure, lui, ne mouille pas le verre, cos Z est négatif, donc h aussi : le niveau descend dans le
tube.
La capillarité se manifeste par beaucoup d'autres phénomènes : les bulles de savon, le mouillage des éponges ou des papiers
buvards. C'est la capillarité qui permet le fonctionnement des stylos à encre et à bille, c'est elle aussi qui donne leur forme de pointe
aux pinceaux que l'on a trempés dans de l'encre de Chine ; c'est elle, enfin, qui expliquerait peut-être en partie la remontée de la sève
dans les arbres.
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hydrostatique
Jurin (loi de)
Poisson Siméon Denis
superfluidité
Les livres
capillarité, page 860, volume 2
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