ACTIONS MOLÉCULAIRES

Avant d’aborder l’étude de la production et de la propagation du sou dans les milieux élastiques, il est indispensable de porter quelques instants notre attention sur un ordre de faits, dont nous n’avons pu dire qu’un mot au commencement de ce cours, nous voulons parler des phénomènes qui dépendent des actions moléculaires.

1011. forces moléculaire». — Déjà pour nous rendre compte de la constitution des corps, et pour comprendre comment leur équilibre moléculaire peut se maintenir, soit lorsque la substance est abandonnée à elle-même, soit lorsqu’elle est soumise à une action extérieure, nous avons admis (10) l’existence de deux forces, l’une attractive, l'autre répulsive, s'exerçant entre les parlicu les des corps. Le caractère commun à ces deux forces, c’est de ne se manifester entre les molécules qu'à des distances tout à fait inappréciables pour nos sens, même quand on a recours à l’emploi des instruments les plus grossissants, tandis que les forces, que nous avons étudiées dans les précédents chapitres : la pesanteur, la chaleur, l’électricité, s’exerçaient entre des particules de matières séparées par un intervalle toujours sensible, quelquefois même considérable.

1012. Adhésion. Cohésion. — L'attraction moléculaire porte différents noms suivant les circonstances dans lesquelles elle se manifeste, noms d’ailleurs qui ne sont pas pris dans le même sens par tous les physiciens. Quand il s’agira de l’attraction d’un liquide, soit pour un solide, soit pour un liquide, nous l’appellerons alors adhésion. Quand elle s’exercera entre les molécules des corps solides qui sont rendues solidaires les unes des autres par son influence, elle sera nommée cohésion.

:>7R AcorsTiyiK.

1013. Phénomène* dépendant dp In rohénlon. — Les faits CltriotlX, t|lli suivent et qui sont fatales à reproduire, doivent être rapportés à la force de cohésion. Partagez, à l’aide d’une lame d’acier bien tranchante, une halle de plein!) en deux parties, cl lorsque la coupure est encore fraîche, juxtaposez les deux calottes sphériques, en les faisant glisser l’une sur l’autre comme pour reconstituer la halle de plomb. Au bout d’un certain temps les deux fragments de métal seront si intimement unis qu’il deviendra nécessaire d’employer un effort intense pour les séparer. La même expérience réussit tout aussi bien lorsque ce sont deux lames de verre planes doucies à l’émeri fin qu’on met en contact, et, dans ce dernier cas, on peut rendre la cohésion parfaitement évidente en suspendant l'une des lames à un support fixe et en attachant à la lame inférieure, par l’intermédiaire d’un crochet, un petit panier dans lequel on ajoute de la grenaille de plomb. On reconnaît (pic le poids, qui agit dans une direction normale pour disjoindre les deux disques, doit acquérir une valeur plus grande à mesure que le contact des lames vitreuses se continue pendant un temps plus long. Dans les verreries, on sait par une longue et coûteuse expérience que, lorsqu’on empile les lames de gluce les unes sur les autres, il devient impossible de les séparer au bout d’un certain temps, même en exerçant un effort de glissement; il en est qui se brisent plutôt que de se laisser écarter des lames voisines, avec lesquelles on les avait mises imprudemment en contact.

1014. Adhésion entre le» liquides et Ira solide*. — L’adhesion peut être rendue sensible au contact d’un solide et d’un liquide. Une lame de verre, quand elle a été bien débarrassée par les lavages des matières grasses et des poussières minérales que l’air y avait déposées, adhère assez fortement à la surface d’un bain d’eau, et lorsqu'on exerce un effort vertical pour la séparer, on voit le liquide se soulever à une hauteur sensible avant que la lame, qui emportera une couche de liquide adhérente avec elle, n’arrive à se détacher.

1015. Phénomènes mpiiiairea. — Ces derniers résultats ont permis de concevoir et d’expliquer, 1° le changement de courbure qu’affecte la surface d’un liquide au contact du solide qui y est immergé, 2° l’ascension et la dépression des liquides dans les tubes étroits et ouverts aux deux bouts. En un mot, c’est en faisant intervenir ces forces moléculaires, adhésion et cohésion, qu’on a pu établir la théorie de ce groupe de phénomènes intéressants, dont quelques-uns se sont déjà présentés à nous dans le cours de nos études antérieures, et qu’on a appelés phénomènes capillaires. Nous n'insisterons pas sur la théorie, nous nous contenterons de faire connaître les faits principaux qui les concernent et les lois les plus importantes qui les régissent.

4016. Faits principaux observés. — Les faits, (pie l’on observe, sont

ACTIONS Mol.KCI I. AIHKS.

très-différents selon que le liquide mouille ou ne mouille |>as le solide.

1“ Ae liquide mouille te solide. — I. Lorsqu’une lame de -verre plonge dans l’eau, et plus généralement lorsqu’un solide est immergé, en partie, dans nu liquide qui le mouille, la surface de ce dernier s’élève d'une petite quantité au-dessus de son niveau actuel, en présentant une surface concave. C/est ainsi que dans un verre à hoire. une pellicule liquide se soulève contre les parois intérieures du verre, et dévie, à cause de sa forme concave, les rayons lumineux qui le traversent. A cause de cela, il est impossible de placer, avec certitude, l'œil dans le plan du niveau de la corface libre.

II. Quand le solide plongé dans un liquide qui le mouille est constitué par un tube capillaire {/ig. 467). l’immersion provoque l'ascension du liquide dans le tube au-dessus du niveau extérieur, et le principe général de l’hydrostatique qui concerne les vases communiquants (101) parait alors être en défaut. La hauteur du liquide soulevé est d’autant plus grande que le diamètre du tube est plus petit : en outre, la surface libre du liquide dans le tube se creuse eu totalité d’une manière très-sensible, et sa courbure

peut être considérée comme sphérique, quand le tube est suffisamment étroit.

III. Entre deux lames (fig. 468) parallèles très-rapprochées et mouillées par le liquide . dans lequel elles sont plongées, il y a ascension de la colonne liquide, et la surface terminale présente ln forme d’un demi-cylindre circulaire concave.

2° Le liquide ne mouille pas le solide.

— IV. Lorsqu’une lame de verre plonge dans le mercure, ou plus généralement, lorsqu'un solide s'est immergé dans, un liquide qui ne le mouille |>as. on constate une dépression du liquide autour du solide qui y est plongé, et la surface libre devient convexe aux points oü cette dépression se manifeste.

V. Si la même expérience est laite en immergeant un tube capillaire (fig. 469) dans nn liquide qui ne le mouille pas (tube de verre et mercure), une dépression a lieu dans le tube et la surface libre est convexe.

1017. l.<ola expérimentale* de la capillarité. — La loi 1a plus impor-

Ai:orSTIUl K.

tante concernant les phénomènes capillaires porte eu physique, lu nom de celui qui l’a découverte, le nom de Jurin. On l’énonce ainsi : Différent» tubes capillaires étant plongés daus un liquide qui en mouille les parois, les Imuteurs, auxquelles parvient ce liquide, varient en raison inverse des diamètres de ces tubes. Celte loi suppose que les parois intérieures ont été, an préalable, mouillées par le liquide sur lequel on doit opérer, et

de plus «pie la température est demeurée constante dans le cours des diverses expériences. Lorsque ces précautions soûl prises, on reconnaît «pie la hauteur du liquide soulevé est indépendante de la nature de la substance solide, et de l’épaisseur des parois ; l’eau s'élève à la même hauteur dans des tubes de verre, de cristal, de quartz, dont le diamètre est le même dans tous les cas. Au contraire, Kig. ton. la hauteur dépend essentiellement de la nature

du litpiide employé. L’eau est de tous les liquides connus celui qui s'élève à la hauteur la plus grande dans un tube capillaire donné.

La loi de Jurin a élé vérifiée par Gay -Lussae avec des tubes dont le diamètre était eompris entre b*"” et 0"m,5. M. E. Desains a (tousse la vérification plus loin en se servant de tubes dont le diamètre très-fin a én; jusqu'à 0““,tl7. Il a trouvé ((u’cti s’entourant de toutes les précautions nécessaires pour éliminer les causes d’erreur, la loi de Jurin se véiiliait complètement.

1018. t'érlflratlon de la loi de «Inrin. — La méthode expérimentale, adoptée par Gay-Lussac et M. K. Desains, peut être ramenée à mi exposé très-simple : elle consiste, 1° à mesurer par un procédé direct le diamètre du tube dans la région, où la surface libre du liquide soulevé, doit parvenir; 4° à mesurer à l’aide du cathétomètrc la hauteur de la colonne suspendue dans ce tube, après en avoir mouillé les parois intérieures en aspirant au préalable le liquide au-dessus du point où il doit s'élever. •

1019. Uifflc-ulléa qui ne préaentent quand le liquida ne mouille pas les parole du tube capillaire. — La théorie indique que la même loi doit être vraie dans le cas des liquides qui ne mouillent pas les parois et qui par suite se dépriment dans les tubes capillaires. L’abaissement de la colonne d’un même liquide au-dessous de son niveau extérieur doit varier en raison inverse des diamètres des tubes. Seulement, dans ces nouvelles conditions, la nature des parois doit exercer une influence sensible sur la grandeur de la dépression observée. Toutefois, même en se servant de tubes de diamètres différents fabriqués avec les mêmes