DIFFÉRENCES
Pour vérifier la loi dans le cas de lames parallèles, M. Desains nployait des lames de verre parfaitement nettoyées. Il les séarail par Tépaisseur de quatre bouts de fil de cuivre, pris dans ^mênie morceau, et placés aux quatre coins des lames ; cellesi étaient serrées en ces quatre angW s par des presses à vis. )q ne relevait la hauteur du liquide entre les lames que quand î ligne de raccordement du liquide et de la paroi de verre élait les deux cotés horizontale dans sa plus grande étendue. Les ésultals ont confirmé la loi de Laplace.
Enfin M. Quel (*) est arrivé à tenir un compte exact du poids u ménisque en calculant quelle devait être sa forme d'après les ^is mêmes de la Capillarité. -Il a ap))liqué ses formules aux ex- ?rionces de Gay-Lussac, à celles de M. Desains, et à ses probes expériences faites en collaboration de M. Seguin. Dans fIJes-ci, le diamètre des tubes a atteint jusqu'à 2*", 785, et, dans
cas des lames parallèles, l'écartement a atteint 1%12. M. Quet
t) QuiT, liapport sur les progrès de la Capillarité. Pari» (1867,.
a trouvé pour les tubes Uns comme pour les tubes Urg«B, M pour les lames quel que soit leur écartement, un parfait accord entre la hauteur donnée par les lois de la Capillarité el la hauteur observée.
Qunnt aux expériences faites pour vérifler les lois de ia dépression d'un liquide dans un tubp, lorsque l'angle de raccowleinent est ai^, elles n'ont guère porté que sur la dépression du mercure dans des tubes de verre.
On tourne la dinicullé que présente l'obscrvution de la i>osilion du ménisque dans le tube enveloppé par le
P liquide opaque, soit en appliquant le tube conlrn une paroi en verre verticale de U cuve, comme le faisait Gny-Lussac, soit en se servant de deux vases communiquants {flg. 43). dont l'un est le lube capillaire et l'autre un tube assez large pour que la surface du mercure y soit un pian horizontal. La différence de nivea" entre les deux tubes est évidemment égale à I* dépression capillaire que le mercure éprouver»'^ dans un tube de mémo diamètre plongeant dA^s '''"' **■ une cuve.
Les expériences sont difficiles, parceque !'#**' gle de raccordement du mercure et du verre non seulement v»rï* avec l'état de netteté des surfaces, mais encore n'est pas '^ même, suivant que le mercure a pris sa position d'équilibre eo montant ou en descendant dans le tube capillaire (') (nous reviendrons plus loin sur ce point). -Malgré ces difficultés les exp^ riences ont vérilié les lois de la Capillarité.
La connaissance de la dépression du mercure dans un tube, comme nous le verrons (L. III Chap. H g 8), présente un grand intérêt pour les mesures barométriques ou msnométriques. Des tables ont été dressées qui donnent la valeur de cette dépression d'après le dieniètre du tube et la hauteur de la flèche du ménisque.
(t) On peut arriver à oblenir l'sagle de raccordemeot a par la Dmorc au cathclontclra de la (lècbe du ménisque, c'esl-à-dire da la dialance FF"
CAPILLARITE
17. DÉTERMINATION DE LA VALEUR DE LA TENSION SUPERFI- CIELLE PAR LES TUBES CAPILLAIRES. •- Dans le cas de liquides qui mouillent parfaitement les tubes , Tangle de raccordement étant de ISO", la formule (3) du § 15 se réduit à
4A 4p ^* — Drf DTrd*
Les mesures indiquées au paragraphe précédent fournissant les valeurs de j/ , à et p, on déduit de cette formule la valeur
de la tension superficielle A. C'est ainsi que M. Desains a trouvé, comme moyenne résultant de toutes ses expériences, que la tension superficielle de Tcau au contact de Tair à la température ordinaire a pour valeur 74,11 unités. Ce nombre est bien voisin du nombre 73,23 qu'on peut déduire des expériences de Gay-Lussac sur les tubes pour Teau à 8^; il est plus faible que lo nombre 81, donné d'après M. Quincke dans le tableau (§ 6); ce dernier nombre est probablement moins exact.
18. INFLUENCE DE LA TEMPÉRATURE SUR L'ASCENSION DES UQUIBES DANS LES TUBES CAPILLAIRES.- D'assez nombreux tra-
•tlg. 43i entre le sommet et le pion horizontal qui contient la ligne de rac- <^ordemeDt avec la paroi» si le tube est assez étroit pour qu'on poisse admettre que le ménisque est une calotte spbérique. En effet, on a dans ce cas :
FF' = R (1 — sin a)
en désignant par R le rayon de courbure de la calotte ; ei, comme on a:
r = R cos a
FiG. 43.
en désignant par r le demi-diamètre du tube, il vient :
ce» 1 — sin a /ic a\
FF' = r = r tang ( t — II )
La connaissance de FF' et de r permet ainsi de calculer a.
vaux ont été fails au sujet de l'influence de la température sur l'aBcension des liquides dans les tubes capillaires. Nous nous bornerons à parler ici des expérieniîes de M. Wolf (').
L'appareil de M. Wolf se compose d'un cylindre C à double paroi en laiion (lîg. 44), dans lequel circule un courant d'eau;
c'est au milieu que se trouve la cuvette. Le tube capillaire eA entouré d'un manclion en cuivre M présentant deux fenêtres fer mées par des glacer planes pour laisser voir le tube. L'eau qui a circulé dans le vase passe dans le mancbon et ainsi toutes les parties du tube sont bien k la même température. Les tubes dont s'est servi M. Wolf lo plus souvent
( de l'hysiquf, 3» série, 1. XL1\. p.
CAi'ILLAlUTK
nvaienl élé ferni(?s aux deu\ bnuls lors de leur fabricalion : ila ôuient parfaileinent propres, ce Hont on s'assnrnit en voynnt quo le liquidi- soulevé par aspiriition ou t-eraulé par compression revenait au nn>me point rfans les deux cas.
IDan s chaque exp<?nence on prenait In pri^caiition ^e ramener le ménisque à lia iiiême point de repi>re iract' sur te tube, en enlevant ou en iijoutsnt ilu liquide dans la i^uvctle. De cette façon on évitait l'inconvénient du défaut de cyluidr cilé du lube.
Oii relevait nu calliétomèlre la diataiiLe verticale entre Ih pai-tie inférienre du ménisque et une f ointe P située presqu'au mr-me niveau pour avoir peu à deilacei la lunette du ealliélulaètre. Cettu pointe P termine une lige verti aie qui porte une autre pointe à la partie infërieuri'. On avait soin , avant In mesure , di! faire nlfleurer eelle pointe inférieure à la surface du liquide dans lu cuvetio ; pour cela, la lige A est mobile k Taide d'une civniaillère très douce et d'un pignon K . Il sufllsait ftlorns d'ajouter à la distance verticale des deux pointes, mesurée au cnlhf^lumâlre avant chaque experif>nce, l'excès positif ou uégatifde la Imuleur du ménisque au dessus de la pointe Ppour Rvoîr la hauteur de la colonne liquide au-tlessus du bain.
Pour les températures ordinaires, M Wolf sest servi dos vii- '^alioiis spontanées de la température du laboratoire; pour les **''H>f^r8lures plus élevées il a employé une circulation d'eau CMiatlf. dans le cylindre et dans le manchon.
'-«^ fin, pour mesurer le dininètre du lube, l'expérience faite, on fHss^il ccUii-ci au i>oint de repère oii l'on avait l'ait allleurer le ménisque, el le diamètre était mesuré à l'aide d'une machine à divi^ier portant un microscope assez grossissant.
ï'» |il«ctt el Poisson avaient cru pouvoir déduire do leur théorie tna^Vatiniulique que In huuleur du liquide dans un même tube, aux lUn'^rentes tempérutures, variait proportionnellement à la densité i,x\ Viquide- Les expériences de M. Wolf, coulirmant les expéfieï'Cfs antérieures do M. Brunnor ('), ont monlré que la décroiss4iiiCe de la bnuleur du liquide dans un lube, quand la lempéra- ^tïfp s'élève, e.sl beaucoup plus rapide que la variation de densilé. y^însi, tandis que pour l'eau la densilé diminue entre 0" et lUO"
l'i: niitxNEB, Aiiiflrs 'h Poi,gen>hrrr. l. LXX. p. 481 (1IH7).
de la fraction 0,041 de sa valeur à O"", la hauteur soulevée dans le tube diminue environ de la fraction 0,185 de la hauteur à 0^. L'eau ne présente pas un maximum de hauteur à 4*: depuisO» la haulcur va constamment en diminuant quand la tempéralare s'élève. M. Brunner a montré qu'il en était de même pour Téther et rhuile.
L'imperfection de ce point particulier de la théorie de Laplace parait tenir à plusieurs causes (^). Mais il en est une qui a été rendue bien évidente par M. Wolf : Laplace a admis que l'angle de raccordement restait toujours égal à 180* c'est-à-dire que le liquide mouillait parfaitement le tube à tonte température; orce point n'est certainement pas exact. M. Wolf a montré directement que, dans un tube de 0,45 cent, de diamètre, la flèche dn ménisque diminue de hauteur quand la température s'élève (pour l'eau, l'alcool et l'éther); ce qui ne peut s'expliquer que par une diminution de l'angle de raccordement.
Mais voici une expérience de M. Wolf bien plus démonstrative encore. Dans l'axe d'un tube de verre, fermé à la lampe, ayant environ un centimètre de diamètre intérieur, se trouve un tube capillaire, plongeant dans l'éther que contient la partie inférieure du gros tube. La partie supérieure a été privée d'air par les procédés habituels, elle ne contient que de la vapeur d'élher.A la température ordinaire le liquide s'élève dans le tube capillaiî* au-dessus du niveau dans le large tube. En chauffant ce tub« dans un bain d'huile transparente, on voit que la hauteur du !»• quide dans le tube capillaire diminue à mesure que la tempért* ture s'élève, et, vers 190* à 191° le niveau du liquide dans les deux tubes est sur le même plan horizontal. Du reste, on confilite alors que la surface liquide est plane jusqu'aux bords dans te large tube; ce qui indique que l'angle de raccordement est égd à 90°. En continuant à chauffer, on voit le ménisque dans le tube capillaire descendre au-dessous du niveau du liquide dans le tube large ; en même temps, comme cela doit être, la surface liquide devient convexe dans les deux tubes : l'angle du raccordemeot est inférieur à 90*. Enfin vers 198® un brouillard se forme sur la surface libre, et à 200«» le li(iuide est complètement réduit
(1) Voir aussi Quet, loc, eiî.
CAPlLLàRlTE
■peur, conformémeot aux expi^rieDces de Cagniard-Latour. En Menant reFroidii' le lube, le {ihéaonnène repasse en sens invei'se jj^r les m^mes phases.
M- Wolf a constaté, enoulre, que le sulfure de carbone, l'huile le na|ihle et l'alcool donnent aussi dans les lubes da verre des inëuisques convexes à une température sufQsammenl élevée.
Mous verrons, du reste, à propos de la caléfaction (L. IV, Chap. VU ê 13), qu'à parlir d'une certaine température les divers corps solides cessent d'être mouillés par les liquides qui les moiulienl à la tempéralure ordinaire : l'état sphéroïdal d'un glo- Luia caléUé le montre.
En résumii, la diminution de hauteur d'un liquide dans un capillaire, quand la température s'élève, tient non senle- Wat à ce que la tension superficielle diminue de valeur, mais à ce que l'angle de raccordement devient de plus en plus
UOtlTEHEIfT D'ITHE GOUTTE DE LIQUIDE DANS UN TUBE
- Quand on introduit dans un lube conii|ue fin
une poutte d'un liquide inonillont parfailement le lube, coniino do
l'fiSu dans un lubo deverrc. ou tout
■umoinsdonnantnaissance àunmé-
Isque concave (fig. 45), on voit la
fouile s'avancer vers l'extrémilé la
fhis étroite du lube. Si le liquide
•lûone un ménisque convexe, comme
"ne goutte de mercure dans un
iDl^e de verre (flg. 46), la goutlc, au contraire, s'avance de la
