OBSERVATEUR
Brunner.
Hagen.
Frankenheim.
Id.
Id.
Id.
Id.
Id.
Id.
Id.
Id.
Id.
Wilhelmy.
Frankenheim.
Id.
Id.
Wilhelmy.
McndeléeiT.
Bédé.
Wilhelmy.
Brunner.
Mendeléeff.
Bédé.
Wilhelmy.
Id.
Id.
GOMPABAISON DES DIVERS PROCÉDÉS EMPLOYÉS POUR LA MESURE DE LA TENSION SUPERFICIELLE. — Deux sortes de procédés nous ont servi pour la mesure de la constante capillaire des liquides : les uns, fondés sur l'emploi des systèmes laminaires^ nous ont permis de mesurer directement la tension superficielle des liquides plus ou moins visqueux; les autres, utilisant Tobservation des ascensions ou des dépressions capillaires, s'appliquent de préférence aux liquides les plus fluides : les uns et les autres donnent des résultats concordants pour les liquides de faible viscosité, comme Teau de savon; mais on ne saurait afQrmer qu'ils fournissent des nombres tout à fait comparables pour des liquides aussi différents que le liquide
glycérique et Teau distillée. En effet, pour les liquides qui possèdent une viscosité propre considérable (laquelle appartient à toute la masse), la tension superûcielle apparente mesurée parles systèmes laminaires doit être trop forte ; d'autre part, ce genre de mesure oblige à laisser pendant assez longtemps la surface sur laquelle on expérimente en contact avec Tair, dont les poussières viennent la salir et où elle répand par son évaporation quelques-uns des éléments qui la constituent. Cette surface acquiert ainsi des propriétés différentes de celles d'une surface fraîche, d'où les variations, souvent considérables, signalées par tous les expérimentateurs (').
Le procédé par les tubes capillaires met à l'abri de ces inconvénients; mais il n'est pas toujours possible d'y recourir, et pour un certain nombre d'applications usuelles on a dû chercher des procédés plus expéditifs. Hagen (') proposa le premier de mesurer le poids des gouttes fournies par l'écoulement lent d'un liquide à travers un tube capillaire et d'en déduire la tension superficielle. On peut tout au moins mesurer ainsi le rapport des tensions superficielles de deux liquides, en se fondant sur les considérations suivantes.
Quand une goutte se forme à l'extrémité d'un tube de
rayon r, elle possède à sa partie inférieure un rayon de cour-
2A bure i\j et la pression à son intérieur l'emporte de -^ suria
pression atmosphérique. Si la pression hydrostatique est supérieure à cette quantité, la goutte grossit jusqu'à ce que, son poids l'emportant sur la tension superficielle, le liquide se rompe et la goutte tombe. Il en résulte que le poids de la goutte doit être proportionnel au périmètre d'attache, c'est-à-dire, entre certaines limites, proportionnel au diamètre de l'orifice d'écoulement : cette loi a été énoncée par Tate et vérifiée par M. Duclaux (').
(') Marangoni, Nuovo Cimento, nouvelle série, t. III; 1878.
(») Hagen, Ueber Oberjlàchen der Fliïssigkeiten {Annales de Poggendorffj l. LXXX, p. 559; i85o).
(») Duclaux, Annales de Chimie et de Physique, 4* série, t. XM. p. 378; 1870.
Au lieu de comparer les poids des gouttes d'un même liquide qui s*écoule par divers orifices, on peut comparer les poids de gouttes de liquides différents issues d'un même orifice : dans les mêmes limites, ces poids seront proportionnels aux tensions superficielles et en fourniront une mesure relative. M. Duclaux a montré que le résultat ainsi obtenu coïncide avec celui que fournissent les autres méthodes. Le nouveau procédé offre Tavantage d'une extrême rapidité pour la comparaison de liquides commerciaux et peut parfois se substituer utilement aux mesures aréométriques, par exemple pour constater dans Teau la présence d'une faible quantité d'alcool (*); mais il est sujet à toutes les causes d'erreur
(*) La pipette recommandée par M. Duclaux a 5" de capacité; elle est munie d'un petit orifice latéral et donne exactement loo gouttes quand on la remplit d'eau distillée à iS**. Le Tableau suivant, extrait du Mémoire de M. Duclaux, permettra d'apprécier la sensibilité du procédé qu'il recommande.
TEMPÉRATURE
Titre — M — ^
alcoolique. b'. lo». if)*. 20».
olo 9^,0 99 100 ICI
0,5 101,5 103 5 io3,5 io4,5
0,75 io3,5 10^,5 io5,5 106,5
1,00 io5 106 107 loS
2,00 110,5 111,5 1x3 iii»5
3,00 ii5,5 116,5 118 lio
i5,oo i55 1^7,5 160 i63
3o,oo 200,0 202 204,0 2o5
5o,oo 240,0 * 241,0 2^2 242,5
J. et B., I, 2*. Phys. moléc. (4* éd., 1891.) 5
inhérentes aux méthodes qui exposent la surface en expérience au contact prolongé de Tair {voir p. 64*).
M. Quincke (*) a appliqué la méthode de récoulemenlpar gouttes à des substances fondues contenues dans des lubes de diamètre connu, ou même à des fils métalliques portés progressivement par une de leurs extrémités à leur température de fusion. Dans ce dernier cas, l'application de la méthode ne paraît guère justifiée. Toutefois, nous reproduisons, à titre de renseignement curieux, quelques-uns des résultats publiés par l'auteur.
SUBSTANCES
Platine
Or
Zinc (dans C0«) ...
Étain
Plomb (dans CO').
Argent
Sodium (dans GO^)
Borax
Verre
Azotate de potasse..
Soufre
Phosphore
Cire
POINT de fusion.
QOOO
DENSITE
à la
températore
de
fusion.
4'.'; 4r,ii
SUSPENSION D'UN LiaUIDE DANS UN TUBE CAPILLAIBE OU SUR OV TISSU A LARCrES MAILLES. — Remplissons un tube capillaire par aspiration dans une cuvette contenant un liquide qui le mouille et relirons le tube avec précaution. Une colonne liquide reste suspendue et forme, à Tintérieur du tube, un ménisque bombé se raccordant avec le premier élément de
(') Quincke, Annales de Poggendorffy t. CXXV, p. 621, et Annales de Chimie et Physique j 4* série, t. XVI, p. 5o2; 1869.
paroi suivant un cerlain angle w. Il doit y avoir équilibre entre le poids P du liquide et la somme F des composantes de la tension superficielle à la partie supérieure et à la partie inférieure de la colonne. Or, en désignant par h sa hauteur, par /• le rayon du tube, on a
PzzrTrr'Ap^;
la tension superficielle en M a pour valeur sAirr, et sa composante verticale en N, — 2A7r/cosûj. Donc
F = 2 Att /• ( I — cos 6t) ) ; comme, d'ailleurs, on doit avoir P = F,
h T= (i — cosw).
Cette hauteur sera maximum pour w 1=71 et égale au double de l'ascension capillaire dans le tube (^).
On peut observer la suspension deTeausurun tissuà mailles plus ou moins serrées, comme l'a montré M. de Romilly ('). On pend une cloche de verre ah de 2o<^™ de diamètre, que Ton ferme à sa base par un tulle ^*s- ^7dont lés mailles sont espacées de 2™°^ à 3™°»; on fixe cette cloche de manière que sa base soit en bas et bien horizontale; on la plonge ensuite dans une cuve pleine d'eau que Ton aspire en partie à l'intérieur de la cloche {fig^ 46), au moyen d'un tube en caoutchouc e à robinet. On ferme le robinet, on retire la cloche et l'eau demeure suspendue. A chaque maille correspond à l'extérieur un ménisque convexe assez prononcé.
On peut échauffer l'eau jusqu'à l'ébullilion : malgré la
.ktJ
(*) En secouant le tube, on peut facilement réduire cette hauteur à peu près à moitié, car l'équilibre n'est stable que pour des mouvements qui soulèvent la colonne dans le tube; il est instable pour les mouvements qui le dépriment [ Bertrand, Mémoire sur la théorie des phénomènes capillaires {Journal de Liouville^ t. XIII, p. 85; 1848)].
(•) De Romilly, Journal de Physique j !'• série, t. VI, p. 75; 1877.
68' PHVSIQUE MOLÉCULAIRE,
diminution de la constante capillaire produite par la chaleur, l'eau se maintient suspendue et bout tranquillemenl. Pour le succès de celle demièie expérience, ileslbonde faire communiquer la cloche à ébullition ab avec une 1res grande cloche d(fig. 48), afin que la pression ne puisse, en
Fig. 48.
s'élevant brusquement, dépasser le poids que peuvenlsupporter les ménisques en se raccordant avec les fils soushd angle de i8o°. Le liquide s'écoulerait alors peu à peu à iravers les mailles.
CEAPELE'n CAflLlAIBES. — Dans un tube capillaire qui n'fsl pas d'une propreté parfaite, il se forme parfois sponlané ment des chapelets de bulles qui offrent une grande résistance au mouvement. Jamin, qui en a fait l'étude (')• '^ obtenait de la manière suivante : Un tube capillaire dei* environ est mis en communication par l'une de ses eïlré-
{') Jahin, Comptes rendus des séa/tces de l'Académie des Seiencttt. L, p. 173, îii et 385; 1860.
