CAPILLARITÉ. — EXPÊKIBNGES SUR DIVERS LIQUIDES

tement que les méthodes exigeant la distillation ou FébuUition du liquide ; mais l'appareil est un peu délicat pour la pratique courante.

M. Valson (^) a également étudié les dissolutions salines normales (renfermant un équivalent de sel, en grammes, par i litre) ; d diffère alors toujours peu de i , et A doit être sensiblement proportionnel à F. Dans ces conditions, on voit chaque molécule soit de métal, soit de radical métalloidique, produire sur la hauteur h son effet propre, indépendamment de la nature du composé, l'action du sel étant simplement la somme des actions de ses deux, parties constitutives.

Les dissolutions salines s'élèvent généralement moins haut que Teau; certaines solutions, celles de chlorhydrate d'ammoniaque par exemple, font cependant exception. Dans tous les cas, comme l'avait montré M. Buliginski (^), la hauteur capillaire varie proportionnellement à la quantité de sel dissous, tant que la liqueur n'est pas trop concentrée.

Expérience de Quincke avec deux liquides miscibles superposés. — On doit à Quincke (^) une expérience très intéressante que l'on a opposée à tort à la théorie de Laplace, avec laquelle.elle s'accorde aussi bien qu'avec leprincipede la tension superficielle. Un tube capillaire plongeant dans l'eau, et l'eau s'élevant dans le tube à la hauteur voulue, on fait arriver une trace d'alcool au ménisque terminal : la colonne liquide s'abaisse aussitôt de près de moitié de sa hauteur. Si, au lieu d'amener l'alcool à la surface de l'eau dans le tube, on le dépose sur la surface extérieure du liquide au voisinage du tube, aucun effet ne se produit. L'alcool étant entièrement miscible à l'eau, l'addition d'une faible quantité d'alcool à la surface de l'eau a simplement pour résultat de changer la nature de cette surface, sans en altérer la courbure, qui reste hémisphérique si le tube est suffisamment étroit, et sans modifier le liquide à une profondeur appréciable. Par conséquent, à une distance sensible de la surface, la pression K est la même que si l'alcool n'existait pas. Quant à la tension superficielle F, elle est devenue celle même de l'alcool. On comprend donc que, à l'extérieur du tube, là où la surface est plane, l'alcool ne produise aucun

{*) Valson, Ann. de chim. et de phys, (4), XX, 361 ; 1870. (*) BoLiGiNSKi, Pogg. Ann,^ CXXXIV, 440; et Ann. de chim. et de pAys., (4), XV, 205; 1868.

(3) QoiNCKE, Pogg. Ann., CXXXIX; 1870.

effet, tandis que, sur le ménisque, une goutte d*alcool réduira la hauteur de la colonne d'eau soulevée, de manière que le poids de cette colonne soit celui que peut porter le nouYeau ménisque. Au lieu d'eau et d'alcool, on peut aussi employer T huile d'olive et l'essence de térébenthine : le résultat sera le même. On peut encore, comme Ta indiqué M. Duclaux, substituer au tube la tige d'un aréomètre (227) : Texpérience est plus facile et non moins concluante.

227. Tube ouvert; tige pleine ; tube conique. — A l'ascension, dans les tubes cylindriques, de l'eau et des liquides qui mouillent, se rattachent divers phénomènes que nous indiquerons brièvement.

Longueur de la colonne liquide suspendue dans un tube ouvert. — Si l'on retire de l'eau avec précaution un tube qui y plongeait suffisamment et où l'eau montait à la hauteur A, il reste dans le tube une colonne de hauteur 2A, l'extrémité du tube (que nous supposons taillée en biseau) soutenant un ménisque convexe, identique au ménisque concave qui termine le liquide à l'intérieur du tube. Si,

Fig. 349

à la partie inférieure, le tube offrait une base plane parfaitement mouillée, le ménisque s'appuierait sur cette base, et la hauteur soutenue serait /i + A', K étant la hauteur à laquelle l'eau monte dans un tube de diamètre intérieur égal au diamètre extérieur du tube employé. Il est d'ailleurs à remarquer que la hauteur 2A, ou plus généralement la hauteur A + A' est un maximum. Si l'on enlève un peu de liquide (M, le restant se tient encore suspendu, seulement alors la courbure du ménisque inférieur diminue de façon que la

(^) Pour cela il suffit de secouer le tube, car Téquilibre n'est stable que pour un exhaussement et non pour une dépression de la colonne liquide. (Bertrand, loc. du)

GAPILLAKIT6. — TUBE OUVBRT; TIfiE PLEINE; TUfiE CONIQUE. 641

somme des pressions de bas en haut exercées par les ménisques fasse équilibre au poids du liquide soutenu. Si la hauteur du liquide se réduit à A, la surface inférieure devient plane. Si la hauteur diminue encore, la surface se creuse, et le ménisque inférieur est concave comme le ménisque supérieur.

Un tissu à larges mailles (2 à 3 millimètres de côté), tendu sous une cloche, garde Teau qu'on y a fait monter par aspiration et sur laquelle on a fermé ensuite le robinet supérieur de façon à empêcher la rentrée de Tair. On voit alors Teau se maintenir dans la cloche en formant à chaque maille un ménisque très prononcé. 11 est même possible de faire bouillir Teau sur ce tissu sans qu'elle s'écoule (*).

Tube et cylindre intérieur.^ — Si à l'intérieur d'un tube de rayon R on introduit un cylindre de rayon r, le tube et le cylindre étant tous les deux mouillés, la couche superficielle est tirée par une force (27:R+2icr) F : tel est donc le poids de la colonne verticale soulevée, quelle que soit la position du cylindre plein à l'intérieur du tube.

Lorsque le cylindre plein est jplacé dans l'axe du tube, le volume du liquide soulevé est % (R^^/'*)A, et l'on a

ou

c'est-à-dire que la hauteur du liquide soulevé est la même que dans un tube dont le rayon serait égal à la largeur de la partie annulaire, ou la même (228) qu'entre deux plans parallèles distants de l'intervalle des deux tubes. Ce théorème, découvert par Laplace, a été sur sa demande vérifié par Haûy. Dans un tube de verre bien calibré, dont le diamètre intérieur était de 5 millimètres, Haûy plaça un cylindre de verre dont le diamètre était de 3 millimètres, en ayant soin de faire coïncider l'axe du cylindre avec celui du tube. Il plongea le tout dans l'eau et vit le liquide

(*) De RoMrLLT, Journal de physique, VI, 85 ; 1877.

VzoLLB, Court de physique. — I. 41

s'élever dans Tespace annulaire à la même hauteur qu'entre deux plans parallèles distants de i millimètre.

Cylindre mouillé extérieuremefit. — L'ascension autour d'un cylindre mouillé se produit exactement de la même manière que

Fig. 3ôo

dans un tube creux de même diamètre. La force a-^r F soutient un poids de liquide Tzr^hd.

Peu* d'expériences ont été faites avec les cylindres convexes. Cependant Wertheim (^) les a employés à obtenir des modèles en cire, sur lesquels il a cherché à déterminer la surface et le volume du ménisque soulevé. Langberg (') et M. Duclaux (') ont montré l'influence de ce ménisque sur les mesures aréométriques.

Application aux aréomètres, — Soit v le volume de la portion d'un aréomètre immergée dans un liquide de densité d\ la poussée du liquide est vd. D'autre part, l'instrument est tiré vers le bas par son poids p et par la tension superficielle ^tjV, s'exerçant sur toute la ligne de contact du liquide avec la tige de rayon r. On a donc

vd=p-^iT^r¥,

Dans un autre liquide de densité ^^V^^ même aréomètre s'enfoncera de v'y et Ton aura

vd = p -\- 2icrF',

F' étant la tension superficielle de ce nouveau liquide. On a donc

('j Wertheim, Ann, de chiin, et de pkys., (3). LXllI.

(*j Langberg, Po^y. Ann., CVl, 299: 1859.

(3) DucLAUZ, JomTta/ de physique, I, i97; 1872.