MILIEUX LIQUIDES

superficielle cessent d'être applicables. On peut évaluer celte épaisseur limite en profitant des colorations produites 0). C'est Tun des procédés (*) qui ont été mis en usage pour évaluer Tordre de grandeur de la couche superficielle active dont nous avons déjà fait usage (p. i3*).

Dans Texpérience précédente, Thuile peut être remplacée par un corps gras quelconque. On voit donc qu1l est très difficile d'obtenir une surface d'eau parfaitement pure; la moindre trace d'un corps gras suffira pour modifier d'une façon appréciable la tension superficielle apparente de l'eau, par suite l'ensemble de ses propriétés capillaires.

L'eau se comporte par rapport au mercure comme l'huile par rapport à l'eau. On a en effet, d'après le Tableau de la page 27* :

Mercure-air Ai,3= 539,85

Mercure-eau A, ,2= 417,72 ( ^'^ i,2-t-4j,

Dans ce cas des traces d'impuretés dissoutes dans le mercure abaissent suffisamment la tension superficielle A,, s pour empêcher l'extension de l'eau; celle-ci se réunit en gouttelettes

(') Voir t. III, 3" Fascicule, le Chapitre des anneaux colorés.

{') Parmi les autres procédés employés, nous signalerons les suivants :

Plateau a déterminé l'épaisseur minimum d'une bulle de savon prête à crever. La pression à l'intérieur des bulles s'est trouvée constante jusqu'au moment de la rupture survenue pour une épaisseur de ©"""jOooiiSS : l'épaisseur de la couche active est donc, dans ce cas, inférieure à o""», 0000667 {Mémoires de V Académie de Bruxelles, t. XXXIII.)

M. Quincke a obtenu des nombres analogues en déposant sur du verre des couches d'argent d'épaisseur progressivement croissante et déterminant l'épaisseur minima nécessaire pour que l'angle de raccordement d'un liquide avec la surface prenne la valeur correspondant à l'argent. Les couches d'argent étaient déposées par le liquide de M. Martin compris entre les deux plaques de verre qui se touchaient par un bord et légèrement inclinées : l'épaisseur de ces couches devait donc être proportionnelle en chaque point à la distance des deux lames et croître régulièrement. Dans ce cas, on a pu obtenir des épaisseurs inférieures à celle de la couche superficielle normale, qui serait d'au moins o™", 0000642 pour la surface de contact de l'argent et de l'eau {Ann. de Pogg., t. CXXXVH et GXXXIX).

La longueur d'onde de la lumière jaune est de o"",ooo5888, environ dix fois plus grande que les quantités ci-dessus mesurées.

io* PHYSIQUE MOLÉCULAIRE.

lenticulaires dont la forme est déterminée par Téquation gênéraie de Laplace, avec la condition(i) relative au cercle de contact du mercure, de Teau et de l'air.

L'extension d'un liquide à la surface d'un autre est accompagnée d'une diminution d'énergie généralement assez considérable. Ainsi, dans le cas de l'huile et de l'eau, la suppression de la surface de contact eau-air, remplacée par les deux surfaces eau-huile, huile-air, équivaut à une diminution d'énergie de 80 , 96 — 57 , 45 = 23 , 5 1 ergs par centimètre carré de surface recouverte. Cette diminution d'énergie potentielle correspond ù un accroissement d'énergie actuelle représentée d'abord par la force vive de la masse d'huile en train de s'étendre el plus tard par de la chaleur, quand cette force vive a été détruite par le frottement.

On connaît la pratique des marins qui, par les très gros \emps,\di\sseni /lier de l'huile i)Sir l'arrière de leur vaisseau (')■ Un débit très faible de liquide suflit à recouvrir la mer d'une mince couche d'huile jusqu'à une assez grande distance; la tension superficielle de Teau de mer se trouve subitement réduite et le régime des vagues profondément modifié : elles brisent au point de moindre résistance, c'est-à-dire en atteignant la surface d'huile et par conséquent à distance du vaisseau. Celui-ci se trouve donc en partie protégé.

ÉCUMES; ÉMUL8I0NS. — Beaucoup de liquides agités au contact de Tair donnent une écume persistante. Voici comment M. Quincke (*) rattache ce phénomène aux précédents. Il observe, par exemple, que de l'eau très pure ne donne pas d'écume, tandis qu'une eau légèrement grasse en donne aisément. Aussitôt qu'une bulle se forme, l'huile ou le corps gras s'étale tant à sa surface interne qu'à sa surface externe et protège ultérieurement la bulle, dont l'énergie superficielle a diminué. Toute action qui tend à mettre à nu une surface de contact eau-air est combattue par le jeu des tensions superficielles.

(») Amiral Cloué, Comptes rendus de T Académie des Sciences , t.ClV. p. i586. La consomniation d'huile est d'environ 2''^ par heure. (») Quincke, Wied. Ann,, t. XXXV, p. 589; 1888.

APPLICATIONS DIVERSES. 3i*

M. Quincke a observé que toutes les substances qui ajoutées à Teau la rendent écumeuse (gomme arabique, albumine, tanin, bile de bœuf, savon, etc.) diminuent la tension superficielle de la surface eau-air et jouissent delà propriété de s'y étaler en couche mince; parfois aussi une altération de la couche superficielle au contact de l'air (oxydation) agit encore à la longue pour diminuer la tension superficielle et assurer la stabilité de Técume : c'est certainement ce qui se produit dans le cas de l'albumine. Enfin on doit ajouter que la viscosité des liquides écumeux intervient pour ralentir l'amincissement des parois des bulles et leur rupture.

Une émulsion est formée de très petits globules d'un liquide au sein de la masse d'un autre liquide, en général complexe. Si l'on agite du mercure au contact d'un peu d'eau et d'huile d'olive, on obtient à la longue une masse grise, visqueuse, formée de très petites gouttes de mercure, enveloppées d'une mince membrane d'huile et d'une couche d'eau. Les tensions superficielles sont, d'après M. Quincke,

Mercure-eau Ai, 3 — 417,7^

Mercure-huile Ai 0= 335, 40 ) . . ^^^ n

TT 1 * ra ( Ai,,-i-Aî,3= 355,96

Huile-eau A2,3 ^ 2o,56 \ ' ' '^^

On voit que, pour déchirer la couche d'huile et mettre à nu la surface mercure-eau, il faudrait un travail de 61 ,76 ergs par centimètre carré. L'émulsion sera d'autant plus stable que les gouttes seront plus petites : elle peut se conserver pendant des mois entiers, le travail possible de la pesanteur étant à lui seul négligeable par rapport à l'énergie superficielle à restituer. Il est vraisemblable que le mécanisme de toutes les émuisions est analogue.

Des phénomènes plus complexes, tels que l'émulsion spontanée des huiles dans le chyme digestif, peuvent être reproduits artificiellement et se rattachent aux mêmes principes.

APPLICATIONS DIVERSES. — Quand deux liquides se dissolvent, la tension superficielle de leur mélange est intermédiaire à celle des deux liquides. Il en résulte des conséquences singulières. Par exemple, si l'on porte une goutte d'éther à peu de distance au-dessus d'une surface plane d'eau, la vapeur d'é-

3i* PHYSIQUE MOLÉCULAIRE.

ther, en se dissolvant dans l'eau, produit un liquide donlla tension superficielle est moindre, et l'équilibre est détruit; une fossette se creuse à la surface de Teau au-dessous delà goutte; si la couche d'eau est assez mince, elle peut être entièrement percée et le fond du vase mis à nu.

Le vin exposé dans un vase ouvert perd sans cesse de l'alcool par évaporation et sa tension superficielle augmenteà mesure qu'il devient plus aqueux. Cet effet est surtout sensible sur la couche mince de liquide qui baigne les bords da vase; il en résulte que, la tension superficielle étant plus grande sur les bords, le liquide alcoolique grimpe, se mêle au liquide plus aqueux des parois, et, la tension superfiicielle diminuant de nouveau, finit par retomber en gouttes au fond du vase. On observe surtout cet effet sur les vins très capiteui.

La tension superficielle de l'essence de térébenthine ou de la benzine est moindre que celle de l'huile. On s'explique par là la pratique des dégraisseurs, qui, pour faire disparaître une tache d'huile sur un linge, humectent les bords de la tache avec le dissolvant, enlèvent le liquide avec du papier buvard et continuent à humecter en se rapprochant progressivement (lu centre. On peut aussi profiter de la diminution de la tension superficielle résultant de l'élévation de la température; alors on couvre de papier buvard ( * ) l'un des bords de la tache et l'on approche un fer chaud du bord opposé : le liquide graisseux se trouve peu à peu attiré vers la partie froide où il est absorbé par le papier buvard.

(') iVlAXWELL, Theory of heat, p. 29.3; London, 1875.