LA PESANTEUR DANS LES LIQUIDES

§ 1. rROPRIÉTÉS DliS COKl'S A l'ÉTAT LIQUIDE.

Les phénomènes les pins curieux, les plus dignes d'attirer notre attention, se passent journellement sous nos yeux, sans que nous y prenions garde, à plus forte raison sans que nous cherchions à nous rendre compte des circonstances susceptibles de les produire. Telles sont, par exemple, les diverses apparences sous lesquelles nous voyons les corps, tantôt solides, tantôt liquides ou gazeux, quelquefois passant successivement par ces trois états. En quoi la glace diffère-t-elle de l'eau, et comment cette dernière se transforme-t-elle en vapeur? Quelle différence y a-t-il entre les arrangements des molécules qui constituent ces trois formes d'une même substance? Ce sont là des questions d'une solution très difficile, sur lesquelles la science possède un petit nombre de données que nous aurons l'occasion de passer en revue dans les divers chapitres de cet ouvrage : bornons-nous maintenant à compléter ce que nous avons dit déjà des propriétés spéciales aux corps liquides comparées à celles des corps solides, et à préciser les notions nécessaires à l'intelligence des phénomènes que nous allons décrire.

Ce qui distingue un corps solide, avons-nous dit, c'est la constance de sa forme, quand ce corps n'est pas soumis à des forces mécaniques ou physiques susceptibles de le briser, ou de le faire passer à un nouvel état. Considérons une pierre ou un morceau de métal. Ses molécules sont tellement solidaires, qu'elles conservent leurs mutuelles distances, ne se sépaiant

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les Liiies des autres que sous uii elibrt extérieur plus ou moins énergique. Il en résulte que la position du centre de gravité du corps reste invariable, et que si la pierre reçoit un mouvement quelconque, est lancée dans l'espace, ou tombe sous l'action de la pesanteur, toutes ses molécules participeront à la fois et de la même manière au mouvement. On nomme cohésion^ la force qui réunit ainsi les unes aux autres les diverses molécules d'un corps.

11 arrive bien, quand un corps solide est réduit en particules très lines, en poudre très ténue, que la cohésion dont il s'agit paraît, sinon annulée, du moins diminuée considérablement. C'est ainsi qu'on a de la peine à maintenir un monceau de sable en forme de cône un peu élevé : les grains glissent les uns sur les autres, et leur mouvement le long des talus de la masse a quelque analogie avec l'écoulement d'un liquide sur une pente. Cette analogie paraît plus sensible encore quand on emplit d'une poudre fine un vase dont le fond est percé d'un trou. L'écoulement se fait comme s'il s'agissait d'une masse liquide (fig. 48). Mais la ressemblance n'est qu'apparente, car chaque grain, quelque petit qu'il soit, est une masse qui jouit de toutes les propriétés des corps solides, et qui, en effet, n'en diffère nullement.

Quel est donc, au point de vue physique, le caractère spécial qui différencie les liquides Fig. 48. — KcuukiuL'iit

et les solides? des matières pulvém-

lentes.

C'est que, tandis que, dans ces derniers, la cohésion moléculaire est assez forte pour empêcher le

1. La cohésion doit être avec soin distinguée dv celte autre i'oice qui unit entre eux les atomes des substances hétérogènes. Ainsi, les particules les j)lus ténues d'un morceau de craie sont réunies par la cohésion ; mais c'est l'affinité qui a produit l'union chimique des atomes d'acide carbonique et de chaux dont les particules de craie sont formées ; et c'est encore l'affinité qui a produit l'union de l'oxygène avec le carbone pour donner naissance à l'acide carbonique, et de l'oxygène avec le calcium pour former la cliaiix.

moiiYGineiil de leurs diverses parties, dans les liquides, au contraire, cette force est nulle ou presque nulle. De là l'extrême mobilité de leurs molécules, qui glissent ou roulent les unes sur les autres sous l'action de la plus petite force. Grâce à cette mobilité, une masse liquide n'a par elle-même aucune forme délinie : elle prend, dès qu'elle est en équilibre, ia forme du vase ou du bassin naturel qui la contient, et dont les parois rempêchent de se mouvoir sous l'action de la pesanteur.

Ce n'est pas à dire pour cela que la cohésion soit tout à fait nulle. En effet, quand une masse liquide est en mouvement, ses molécules changent de place, mais ne sont point isolées,

séparées, comme dans une masse pulvérulente ; les distances des molécules ne changent pas, et si la forme se modifie, le volume reste invariable.

Quand on applique lai disque solide à la surface d'un liquide qui le mouille (fig. 49), il faut un certain effort pour les séparer, et la couche liquide que le disque emporte avec lui montre bien que cet elfort a été nécessité jjar la force qui unissait entre elles les molécules liquides. 11 en serait de même si l'on trempait une baguette dans un liquide susceptible de mouiller la substance dont la baguette est Ibimée. En la retirant, on verrait qu'une goutte liquide reste suspendue à son extrémité. Enfin, la forme sphérique que présentent les gouttelettes de rosée déposées sur les feuilles, ou de petites gouttes de mercure répandues sur une surface solide (fig. 50 et 51), ne s'explique (pie par la préj)ondérance de la cohésion moléculaire sur la pesanteur, qui teiulrait sans cela à étaler les petites masses liquides dont nous parlons, sur les surfaces qui les soutiennent. Toutefois la cohésion est très faible, comme le prouvent la mobilité des molécules et la facilité avec laquelle cette cohésiou est vaincue : une niasse d'eau [»ro-

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Fig. 49. — Cohésion des molécule liquides.