TRAVAUX DBS FORCES MOLÉCULAIRES

I. Prenons deux tubes communicants ; coupons la branche étroite en B [fig. g) par une cassure régulière et iiorizontale, et versons de Teau goutte à goutte par la branche large. Nous amenons bientôt le liquide en B ; sa forme y devient successivement concave, [plane et convexe, et Texpérience montre que son niveau est successivement supérieur, égal ou inférieur à celui de la grande branche. Les trois cas de la capillarité se succèdent ainsi dans le même appareil et avec le môme liquide.

Fig. 10.

Fig. 9.

CJID

II. L'expérience suivante produit plus régulièrement les mêmes résultats (yîg". loj.Levasedonton se sert est semblable au précédent, avec cette différence que Ton a soufllé une petite sphère dans le tube capillaire. On y verse peu à peu du mercure, qui s'élève dans la sphère et fait avec sa surface un angh* de raccordement qui, comme nous rétablirons plus tard, est constant et égal environ à 4'^"- Au point A, le mercure se termine par un bouton très-convexe; en passant parles niveaux BB et (]C, il s'aplatit peu à peu et, arrivé en DD, où la surface de la sphère est inclinée à 4'>9 il est horizontal; plus haut enfin il devient concave : on constate (|ue ces trois formes correspund<MU à une dépression, une égalité ou une ascension de niveau dans la sphère par rapport au tube communicant.

TRAVAUX DES FORGES MOLÉCULAIRES. — CONSTANTE CAPILLAIRE DES uauiDES. — Ainsi la théorie de Laplace conduit à des résultats en parfait accord avec l'expérience; mais on peut

Il PHYSIQUE MOLÉCULAIRE.

arriver à Texplication des phénomènes par une voie plus synthétique et à la fois plus rigoureuse, qui a été tracée par Gauss [*)f Qi que nous suivrons désormais.

On peut reprocher à la théorie de Laplace d'imposer, dès son origine, la notion d'une pression moléculaire exercée, en outre de la pression hydrostatique, à Tintérieur d'une masse liquide terminée par une surface plane. Or, on ne peut démontrer expérimentalement l'existence de cette pression, qui, introduite à l'origine dans les calculs, s'élimine ensuite d'elle-même et ne figure pas dans les résultats : on ne peut, en effet, constater par l'expérience autre chose que la différence de deux pressions moléculaires.

La théorie synthétique de Gauss n'est pas sujette à une telle critique, car elle a pour point de départ un fait purement expérimental. Considérons un liquide en équilibre et déformons sa surface en exerçant sur lui une action mécanique convenable : un certain travail doit être exécuté par les forces extérieures, et le liquide, dès qu'on l'abandonne à lui-même, revient à sa forme primitive : les forces intérieures mises en jeu par la défoi^ mation produisent aloYs un travail égal et contraire au précédent. Ainsi, du mercure qu'on appelle par aspiration au niveau général de la cuvette dans un tube capillaire se déprime dès qu'on rétablit la pression atmosphérique à Tintérieur du tube ; une goutte de mercure qu'on écrase sous une baguette de verre revient à la forme sphérique, etc.

Si Ton attribue le travail produit par la contraction d'une surface liquide à Faction de forces moléculaires, il est aisé de reconnaître qu'il doit être très-sensiblement proportionnel à l'extension dS qu'avait subie la surface. En effet, les molécules sur lesquelles la résultante des actions moléculaires n'est pas nulle sont comprises dans la couche active où Laplace met l'origine de la pression moléculaire, et, tant que le rayon de courbure moyen n'est pas excessivement petit, le nombre N de ces molécules par unité de surface libre peut être regardé comme constant. Considérons une molécule appartenant à la

(*) Gauss, Principia generalia theuriœ fgurœ fluidorum in statu c^uilibrii {IVerke, t. V, p. 39).