FROTTEMENT A LA SURFACE DES LIQUIDES

libre. Ce physicien trouve, en faisant osciller une aiguille aimantée à l'intérieur, puis à la surface d^un liquide, que Feau, les dissolutions salines, la glycérine, les solutions d'albumine et de savon sont plus visqueuses à la surface qu'à l'intérieur, tandis que le contraire a lieu pour l'alcool, la térébenthine, l'éther, le sulfure de carbone. M. Marangoni attribue, au contraire, ces différences à la capillarité et à la présence de corps étrangers à la surface des liquides.

Pour résoudre la question, l'auteur emploie une croix de laiton suspendue par deux fils de platine. Les bras sont constitués par des vis le long desquelles peuvent se déplacer des poids quand on veut changer la durée d'oscillation. Un miroir fixé à cette croix et une lunette permettent d'étudier les oscillations. La branche inférieure porte une plaque mince ou un cylindre de laiton qui plonge plus ou moins profondément dans le liquide placé au-dessous et oscille à son intérieur en tournant autour d'un axe vertical. Une vis micrométrique permet d'élever ou d'abaisser l'ensemble de l'appareil.

La plaque était d'abord entièrement plongée dans le liquide, puis on rélevait de façon à placer sa face supérieure dans le plan de la surface libre, et enfin au-dessus de ce plan. On observait la durée des oscillations et la diminution progressive de leur amplitude. Le liquide était contenu dans un vase étroit, car, dans un vase large, le disque, oscillant, entraîne dans son mouvement le liquide qui l'entoure, ce qui diminue beaucoup l'influence du frottement, comme l'ont montré les expériences exécutées avec des vases de différentes largeurs. Dans les plus grands, la réaction du liquide masque presque entièrement l'influence de la situation du corps oscillant et celle de l'addition d'un liquide étranger à la surface du premier liquide, tandis que ces influences apparaissent nettement avec un vase étroit.

Comme on observe toujours des oscillations de faible amplitude, on peut considérer la résistance du liquide comme proportionnelle à la vitesse angulaire de l'appareil. On a ainsi pour Téquation du mouvement

45o OBERBECK. - FROTTEMENT A LA SURFACE DES LIQUIDES, et ^ peut s'exprimer par la formule

-- / t\ <ï>=z<I>oe Tcoslait — j,

Le coefficient rp = « peut être considéré comme mesurant la décroissance progressive de Tamplitude, et par suite le frottement du liquide sur le solide mobile. Diaprés l'hypothèse précédente, cette quantité doit être indépendante de Tamplitude, ainsi que la durée d'oscillation. En réalité, la durée d'oscillation reste, en effet, constante dans une même expérience ; mais, quand la face supérieure du disque s'élève au-dessus du liquide, une action capillaire entre en jeu sur ses bords et ralentit un peu l'oscillation. Quant à la décroissance, elle diminue lentement quand l'amplitude s'abaisse; il sufïit déconsidérer ses valeurs moyennes.

Les expériences ont conduit aux résultats suivants :

1^ Dans tous les liquides observés, la résistance croît quand le disque approche delà surface libre. Ce résultat paraît dû à ce que les molécules liquides, écartées de leur position par le disque, ne peuvent plus facilement s'échapper en remontant, à cause du voisinage de la surface. Il est possible aussi que l'évaporation de la surface abaisse la température des couches voisines et change la résistance.

2° Quand la face supérieure du disque atteint et dépasse la surface libre, les liquides se partagent en plusieurs groupes, comme l'avait indiqué M. Plateau. Les uns, comme l'eau et les dissolutions salines, présentent une augmentation de résistance considérable; d'autres, comme l'alcool, le sulfure de carbone, l'essence de térébenthine, présentent une diminution de résistance ; les mélanges d'eau et d'alcool affectent des allures qui dépendent de leurs proportions. Une faible addition d'alcool modifie beaucoup les propriétés de l'eau. L'accroissement de résistance à la surface de l'eau et des solutions salines ne tient pas à la présence de corps étrangers à leur surface. La filtration du liquide et son agitation, qui change l'état de la surface, n'exercent qu'une influence assez faible sur la résistance observée. La diminution de résistance à la surface de l'alcool et des autres liquides de la seconde série est d'autre part trop faible pour qu'on en puisse tirer des conclusions bien certaines.