ABS0U1>TI0N

intensité suivant la nature de ceux-ci. Suspendons au fléau d'une balance, d'un côté un disque de verre bien horizontal, et de l'autre côté des poids qui le mettent en équilibre ; puis, plaçons sous le plateau de verre un vase contenant de l'eau, et faisons monter celui-ci graduellement jusqu'à ce que la surface du liquide arrive en contact avec la face inférieure du tlisque. Le fléau restera immobile ; mais si nous ajoutons alors des poids dans le plateau opposé, nous verrons que, au lieu de faire trébucher immédiatement la balance, comme cela avait lieu avant l'établissement du contact entre le plateau de verre et l'eau sousjacente, il faudra exercer de la sorte un effort considérable pour enlever ce disque et le détacher du liquide auquel il adhère. Or, la surface du verre, en se séparant du bain, reste mouillée; elle emporte donc avec elle une lame mince d'eau, et la force empl'oyée pour faire trébucher la balance n'est pas celle qui aurait été nécessaire pour rompre l'adhérence établie entre ce corps solide et l'eau , mais seulement celle employée pour vaincre la résistance opposée par la force de cohésion du liquide. Or, si l'on répète cette expérience en substituant à l'eau de l'alcool, de l'essence de térébenthine ou tout aulre liquide susceptible de mouiller le verre , on obtient des résultats analogues ; mais, pour détacher le disque, il faut des poids variables suivant la nature de ces corps. Par conséquent, la force de cohésion de ceshquides varie quant à sa puissance (1).

(1) Gay-Lussac a fait quelques ex- pour vaincre la cohésion d'un corps

périences de ce genre pour vérifier les solide ; car, à mesure que la distance

résultais tliéoriques obtenus par La- entre la surface inférieure du disque

place (a). 11 est, du reste, essentiel de et le niveau général du bain augmente,

noter que, dans les circonstances indi- les côtés de la colonne d'eau soulevée

quées ci-dessus, les choses ne se pas- se rapprochent de plus en plus, de sorte

sent pas comme dans celles où l'on que le diamètre de cette colonne vers

emploie une certaine force de traction la moitié de sa hauteur diminue de

(a) Voyez Laplace, Op. cit. {Œuvres, t.* IV, p. 527).

ACTION DE LA CAPILLARITÉ. ëli

J'appellerai aussi l'attention sur une autre conséquence qui peut se déduire de ces faits. Nous avons vu que le plateau soulevé par un certain poids entraînait avec lui une lame mince de liquide. La résistance opposé^e par la cohésion de celui-ci est donc moins grande que celle développée par l'attraction adhésive du verre sur le liquide sous-jacent: et j'insiste sur celte circonstance, parce que nous verrons bientôt cette inégalité dans ces deux forces dont la direction est contraire, jouer un grand rôle dans les phénomènes dont l'étude doit nous occuper maintenant.

Pour avancer davantage dans l'examen de ces questions, il est bon de considérer de plus près ce qui se passe dans une goutte d'eau qui repose sur un corps que ce liquide ne mouille pas, et qui augmente de volume par l'adjonction de nouvelles quantités de matière. Nous avons vu que si le globule ainsi constitué est très petit, il conserve une forme sensiblement sphérique, et cela suppose que l'attraction, cohésive des molécules de hquide suffit pour faire équilibre à la pression exercée par une colonne verticale du liquide ayant pour hauteur le diamètre de cette sphère. Mais si le volume du globule vient à augmenter, il arrive un moment où la force d'attraction réciproque des molécules de l'eau ne suffit plus pour balancer la pression développée par les particules élevées ainsi au-dessus de leur base de sustentation, et où l'inégalité de ces deux forces contraires déterminera la déformation du sphéroïde. Alors, par

plus en plus, et que la rupture s'effec- faudrait tenir compte de l'influence de

tue quand cette portion étranglée est la forme des surfaces libres, c'est-à-

devenue très grêle fa). Le phénomène dire latérales, de la colonne liquide

est donc beaucoup plus complexe qu'on soulevée sur l'équilibre de ses mole -

ne serait porté à le supposer au pre- cules constitutives, niier abord, et, pour l'analyser, il

(a) Donny, Mémoire sur la cohésion des Uq^ndes et sur leur adhérence aux corps solides (Annales de chimie et dephysique, 3" série, 1846, t. XVI, p. 167).

l'addition de nouvelles (juantités de matière, le globule ne s'élèvera plus, mais s'élargira seulement, et prendra peu à peu la forme d'un disque dont la surface supérieure tendra à devenir plane et horizontale , tandis que les bords resteront arrondis et leur seclion méridienne sera sensiblement égale à la demicirconférence d'un cercle qui aurait pour diamètre l'épaisseur du disque. Supposons maintenant que la masse de liquide ayant cette forme vienne à rencontrer un obstacle qui s'oppose à son élargissement ultérieur, et que cet obstacle soit un plan solide vertical dont la substance n'exerce sur les molécules de l'eau aucune intluence attractive appré(iiable. Il est visible que par l'accroissement de sa masse le disque liquide augmentera d'épaisseur, et que la poussée déterminée par son poids contre l'enceinte constituée de la sorte modifiera la forme de la portion du "bord du disque liquide qui se trouve au-dessous du premier point de contact de ce bord avec l'obstacle, c'est-à-dire audessous d'un plan horizontalpassantpar le centre de courbure de la seclion méridienne représentée par ce même bord ; mais cette poussée n'aura point d'induence sur l'équilibre des molécules situées au-dessus du plan horizontal que nous venons d'imaginer, et par conséquent, quelle que soit la profondeur du bain ainsi délimitée, sa partie supérieure se trouvera terminée latéralement par une surface convexe dont le rayon de courbure sera déterminé par la grandeur de la force de cohésion du liquide.

Action Cet état d'équilibre setrouve réalisé, à peu de chose près , quand

'des vasel' de l'eau est déposée dans un vase dont les parois sont imprégnées '"ViiVS^' de graisse, mais est plus facile à constater dans une cuve à mer-

tontenus. ^^^^ ^^ ^^^^ j^ ^^^^ ^»^j^ baromètrc ordinaire dont le calibre

est très grand. La surface supérieure de ce métal liquide est horizontale à une certaine distance des parois du vase; mais, dans leur voisinage immédiat, elle s'incline et ne rencontre la surface de ces parois qu'à une certaine distance au-dessous du

niveau général du bain. Or, le liquide est alors en repos, et par conséquent toutes les séries verticales de ses molécules se font équilibre mutuellement : près du bord, ces filets verticaux sont moins hauts que dans la portion du bain où la surface libre est horizontale. Nous savons que les liquides ne sont pas sensiblement compressibles ; la densité de ces filets ne peut donc différer d'une manière appréciable, et le poids de la tranche supérieure du filet central qui dépasse le niveau de l'extrémité supérieure du filet marginal ne peut être soutenu que par l'action d'une force déprimante agissant sur ce dernier. Cette force n'est autre que l'attraction réciproque des molécules du liquide, c'est-à-dire la cohésion de celui-ci ; et puisqu'elle tient en équilibre la couche fluide comprise entre la surface générale du bain et le plan horizontal suivant lequel cette surface rencontre les parois du vase, elle doit être égale en puissance à la pression verticale exercée par chaque filet vertical constituant cette même couche, ou, en d'autres mots, d'une colonne de ce liquide dont la hauteur serait égale au sinus de l'arc décrit par la section méridienne de la surface convexe.

Mais si la masse aqueuse, qui, en grossissant, a cessé d'être sphérique et s'est élalée en forme de disque à bords convexes, rencontre un obstacle constitué par un solide dont la substance, au lieu d'être sans influence appréciable sur ses molécules, exerce sur celles-ci une action atlractive comme celle que nous avons vue se manifester quand une goutte d'eau est mise en contact avec une lame de verre, les choses ne se passeront plus de la même manière, car l'attraction exercée par ce corps a balancé , dans une certaine mesure , la force de cohésion qui tend à maintenir les molécules liquides le plus rapprochées possible, et par conséquent les effels de cette force cohésive seront diminués d'autant. Il en résulte que la forme de la surface du hquide sera modifiée dans le voisinage immédiat des parois de l'enceinte constituée par ce solide , et que l'état

d'équilibre sera déterminé, non pas uniquement par la résultante des deux forces inhérentes aux molécules du liquide, savoir, leur cohésion et leur poids , mais par la résultante de trois forces : dont une, celle de la cohésion, tend à abaisser la ligne de contact du liquide avec le solide ; dont la deuxième , la poussée ou pression développée par les parties voisines du liquide, tend à élever celte même ligne au niveau de la surface générale du bain ; et dont la troisième , dépendante du solide adjacent, tend à soulever les molécules de l'eau qui se trouvent dans sa sphère d'attraction. Il est donc facile de concevoir que si la force attractive du solide est moins grande que l'excédant de l'effet de la cohésion sur la pression dont je viens de parler, la portion adjacente de la surface du bain conservera une forme convexe dont le rayon de courbure variera suivant la grandeur delà résultante de ces trois forces; mais que si cette force attractive devient égale à l'excédant de la cohésion sur la poussée du liquide , la surface du baiti deviendra horizontale au point de contact avec le solide comme ailleurs ; enfin que dans le cas où la puissance d'attraction développée par ce solide s'accroît encore, et devient , par conséquent , plus grande que la résultante dont je viens de parler, elle diminue d'autant les effets de la pesanteur sur les filets marginaux du liquide, et ceux-ci, pour faire équilibre aux filets adjacents, doivent avoir plus de hauteur, de sorte que la ligne de joncfion du liquide avec le solide se trouve élevée au-dessus du niveau général du bain et se relie à celui-ci par une surface concave (1).

(l) Il ne seia peut-être pas inutile la ligne de jonction de la surface libre

de faire remarquer ici que l'attraction du liquide avec la surface adjacente

dont résulte le déplacement du liquide du solide. En etïet, la force attractive

n'est pas exercée par les molécules du qui agit latéralement et qui tend

solide qui sont en contact apparent à rapproclier deux molécules si-

avec celui-ci, mais par celles qui se tuées sur un même plan horizontal ,

trouvent immédiatement au-dessus de et qui fait équilibre aune force ré-

Or, les inégalités dans la pression déterminée parles divers tllets d'eau que nous venons de considérer sont la conséquence de l'action des deux forces attractives antagonistes que nous

pulsive d'une iiitensilé donnée, ne peut ni abaisser ni élever liin ou l'autre de ces corps ; les molécules liquides qui se trouvent au-dessous de la ligne de jonction dont je viens de parler sont également sollicitées à s'élever et à s'abaisser par l'action attractive des molécules du verre situées immédiatement au-dessus et au-dessous du plan liorizontal passant par le centre de chacune d'elles, et par conséquent le voisinage du solide ne peut déterminer leur déplacement; mais les molécules immobiles qui se trouvent immédiatement au-dessus de la ligne de jonction précédemment indiquée, c'est-à-dire au-dessus de la surface libre du liquide, en alliranl obliquement les molécules adjacentes de ce dernier corps, doivent tendre à les élever et diminuer proportionnellement la pression qu'elles exercent sur les portions voisines du fluide.

Ainsi le raisonnement nous conduit à trouver que l'ascension ou la dépression des liquides dans les tubes capillaires dépend de l'action de la portion de la surface intérieure de ceux-ci qui surmonte immédiatement la ligne de rencontre de cette surface avec celle du liquide inclus.

Du reste, ce fait peut être démontré matériellement par une expérience très simple due à Jurin.

Ainsi que nous le verrons bientôt, la hauteur à laquelle l'eau monte dans un tube étroit est en raison inverse

du diamètre de la cavité cylindrique de ce tuyau. Or, si l'on soude à l'extrémité d'un tube capillaire dont le diamètre est égal à 10 un second tube dont le diamètre intérieur n'est égal qu'à 1, et qu'on plonge l'extrémité libre du gros tube dans l'eau, on verra le liquide s'y élever jusqu'à une certaine hauteur que je suppose inférieure à l'extrémité supérieure de cette première portion de l'appareil; mais si l'on enfonce davantage le tube dans l'eau, de façon que l'extrémité supérieure de la colonne liquide ainsi élevée, arrive en contact avec l'extrémité inférieure du tube étroit qui forme en quelque sorte l'étage supérieur de l'appareil, on verra aussitôt la hauteur de la colonne augmenter et devenir proportionnelle au diamètre de ce second tube, de manière que le tout se maintiendra au-dessus du niveau général du bain, comme si le tube avait dans toute sa longueur les dimensions qu'il ollre dans le point où ses parois se joignent à la surface libre du liquide inclus (a). L'étendue de la surface du tube située au-dessous de cette ligne de jonction, et le diamètre de la portion sous-jacente de la colonne liquide soulevée, n'exercent donc aucune influence appréciable sur la hauteur de la colonne, et l'élévation est déterminée seulement par l'anneau du tube qui surmonte immédiatement la surface supérieure de cette colonne.

(a) Jurin, An Account of some Experiments, etc. ; with an Inquiry into Ihe Cause of the Ascenl and Suspension of ^'ater in Capillary Tubes [Philos. Tmns., 1748, t. XXX, p. 743j.

avons appelées cohésion et attraction adhésive; par conséquent, la forme de la surface libre du liquide dépendra en dernier ressort de Tintensité relative de ces deux puissances : quand la cohésion l'emporte sur l'attraction adtiésive, la portion de cette surface qui est adjacente au solide sera convexe; et quand c'est au contraire l'attraction adhésive qui devient plus puissante que la cohésion, cette surface se relèvera sur les bords et deviendra concave.

C'est de la sorte que de l'eau dont on remplit incomplètement un verre se relève contre les parois du vase, et que la surface de ce liquide devient au contraire convexe lorsqu'on remplit le vase à pleins bords, car dans ce dernier cas la puissance attractive du verre agit de bas en haut sur la couche d'eau qui dépasse son niveau supérieur, et vient en aide à la cohésion pour le retenir et le mettre en équilibre avec les parties centrales de la colonne fluide qui s'élèvent davantage (1).

Du reste, les phénomènes de ce genre ne se manifestent pas seulement sur les bords des vases, et se produisent de la même

(1) Pour metlie mieux en évidence conformément aux lois de l'équilibre l'obstacle que l'aUrnclion du verre sur dans les vases communicants, le l'eau oppose au déversement de ce même niveau se soit établi de part et liquide, il suffit de répéter une expé- d'autre; mais si l'une des branches rience très simple que l'on attribue de ce siphon renversé est formée par généralement à l'un des membres de un tube capillaire, le plan horizontal notreancienne Académie des sciences, passant par la surface du liquide C. -F. du Fay (a), mais qui appartient dans l'autre branche sera inférieure en réalité à Aggiunti (6). Si l'on verse à celui qui correspondra à cette surde l'eau dans une des branches d'un face dans la branche capillaire, et tube de grand diamètre et recourbé en la diiïérence des niveaux sera proforme d'U, le poids du liquide dans porlionnée aux efiets produits par cette branche fera monter l'eau dans l'attraction de la surface intérieure la branche opposée, jusqu'à ce que, des parois de ce dernier tube sur l'eau

(o) C.-F. (iii Fay, De l'ascension des liqueurs dans les tuyaux capillaires (Hist. de l'Acad. des' sciences, d72i).

{b} Voyez Nclli, Op. cit., p. 02, fig-. 19.

manière lorsqu'on plonge dans un bain liquide, sur un point quelconque de sa surface, la partie inférieure d'un corps solide : la ligne de contact des deux substances s'élève ou s'abaisse suivant l'intensité relative de la cohésion du liquide et de l'attraction adhésive exercée sur les molécules de celui-ci par le solide incomplètement immergé. En effet, les molécules du liquide qui baignent l'une quelconque des surfaces latérales du solide se trouvent alors soustraites à l'influence de la force attractive des molécules liquides situées du côté opposé de l'espèce d'écran que ce solide constitue, et sont placées dans les mêmes conditions que celles situées au bord externe de la surface libre du bain. Ainsi, quand on plonge verticalement le bord inférieur d'une lame de verre dans de l'eau en repos , on voit le liquide prendre une forme concave et s'élever à une certaine hauteur contre sa surface; puis, en répétant la même expérience sur un bain de mercure, on observe un résultat inverse : la surface du métal s'abaisse et devient convexe dans ses points de jonction avec le verre.

Ces effets sont produits avec le même degré d'intensité, quelle que soit la minceur de la lame de verre immergée de la sorte. Dans tous les cas, les molécules du liquide situées de l'un des

adjacente dont la surface deviendra qui y fait équilibre dans la branche

concave. Cet état de choses persistera capillaire, et d'autre part, que cette

tant que la colonne de liquide, dans dernière surface deviendra convexe,

cette dernière branche de l'instru- L'attraction exercée par les parois du

ment, n'aura pas monté jusqu'au bord tube capillaire sur l'eau qui, dans le

libre du tube capillaire ; mais lorsque premier cas, faisait équilibre à une

ce terme sera atteint, l'attraction exer- force agissant de haut en bas et contre-

cée par ces mêmes parois sur l'eau balançait en partie l'action de la pe-

tendra à l'empêcher de sortir, et si sanleur, agira alors en sens inverse, et

l'on continue à verser doucement du fera équilibre à la charge constituée

liquide dans la grande branche du par la couche du liquide qui, dans la

siphon renversé , on remarquera, grande branche, dépasse le niveau de

d'une part, que le niveau pourra s'y l'extrémité supérieure de la petite

élever notablement au-dessus de la branche et tend à y élever l'eau, surface supérieure de la colonne fluide

côtés de cet écran sont complètement soustraites à l'influence attractive des molécules de même nature qui se trouvent du côté opposé, et qui sont séparées des premières par la lame solide : la grandeur de la distance à laquelle ces molécules sont éloignées les unes des autres ne fait pas varier la grandeur de la résultante de leur force de cohésion combinée avec la force attractive du verre, et ce fait jette de nouvelles lumières sur le mode d'action de ces forces.

Effectivement, si les effets de l'attraction cohésive de deux molécules liquides A et B se trouvent annulés par l'interposition d'un troisième corps C, quelle que soit la faible épaisseur de ce dernier, et si la force d'attraction adhésive que C exerce sur A et B reste la même, quelle que soit l'épaisseur de ce corps, il en faut conclure que l'une et l'autre de ces forces ne produisent des effets sensibles qu'à des distances imperceptibles (1).

Les physiciens ne connaissent pas la loi suivant laquelle l'action de ces forces diminue à tnesiire que la distance entre les molécules réagissantes augmente ; mais, d'après les expériences dont je viens de parler, et beaucoup d'autres faits du même ordre, il est visible que l'intluence, soit de la cohésion , soit dé

(1) Hauksbee constata que l'eau verre sur les molécules de l'eau ne peut

monte sensiblement à la même hau- s'étendre qu'à des distances impei'cep-

teur dans des tubes capillaires dont tibles, et il en fit la base de sa théorie

l'épaisseur est variable (a), et Weit- mathématique des elïéts de la capil-

brecht vit que celte hauteur restait la larité (c).

même, soit que le tuyau dépassât de Des recherches plus récentes, faites

peu ou de beaucoup le sommet de la par M. Bède, montrent que les résul-

colonne liquide déplacée (b). En- tats fournis par les expériences de

fin , Laplace tira des expériences de Hauksbee ne sont pas d'une exacti-

Hauksbec cette conclusion , que la tude complète, et que l'élévation de

sphère d'attraction des molécules du l'eau, ou l'abaissement du mercure

(a) Hauksbee, Expériences physico-chimiques, trad. par Desmarest, t. II, p. 27 et 127. {b) Weitbrecht, Op. cit. {Comment. Acai. scient. Petropol., nSG, t. VUI). (e) l-aplace, Mécanique céleste, supplément du livre X {Œiivres, t. iV, p. 391),

l'attraction adhésive, cesse d'être appréciable à des distances extrêmement petites.

Mais, s'il est démontré que la puissance attractive du verre, ou de tout autre corps jouant un rôle analogue, ne puisse produire des effets sensibles qu'à des distances imperceptibles, ou tout au moins extrêinement petites , comment expliquer ce qui a lieu quand une lame de verre est partiellement immergée dans de l'eau, car dans ce cas ce n'est pas seulement une Couche d'eau excessivement mince qui est soulevée par le verrCj mais une masse assez considérable de ce liquide, masse dont la surface libre devient concave et dont la base s'élend asseîî; loin de la surface attirante.

Ici la force cohésive du liquide intervient de nouveau, et^ pour bien saisir le mécanisme de ce phénomène, il est utile d'avoir recours à un artifice de raisonnement dont nous avons déjà eu l'occasion de faire usage.

Isolons par la pensée une lame verticale d'eau qui viendrait rencontrer à angle droit la surface du verre, et imaginons cette tranche divisée en une série de filets verticaux dont l'épaisseur ne serait pas sensible; enfin, admettons encore que chacun de ces filets marginaux, que j'appellerai m, m', m", etc., soit

est un peu plus considérable dtins les ciens reconnaissent aujourd'hui que tubes capillaires à parois épaisses que les effets sensibles des attractions dans ceux dont les parois sont min- cohésives et adhésives ne sont appréces (a) : mais ces perturbations s'ex- ciables qu'à des distances très petites, pliquent par l'action attractive de la plusieurs expérimentateurs pensent surface horizontale du bout immergé que la sphère d'activité de ces forces du tube, et n'infirme en rien les dé- s'élend un peu plus loin que ne l'adductions tirées par Laplace touchant mettait Laplace, et sonl susceptibles de la distance à laquelle la substance du produire des effets sensibles à des disverre cesse d'exercer une action sen- tances perceptibles , quoique très sible sur l'eau. courtes ; question sur laquelle nous Du reste, bien que tous les physi- aurons l'occasion de revenir bientôt.

(o) Bède, Mém. sur l'ascension de l'eau et la dépression du mercure dans les tubes capillaires Mémoires couronnés par l'Académie de Bruxelles, t. XXV).

relié à un filet vertical semblable, c, c, etc., situé vers le milieu du bain, au moyen d'un filet horizontal placé à quelque distance de la surface du liquide, soit /i, h\ etc. Chacun des systèmes formés par m, /t, c, ou par m', h\ c', etc., se trouvera au sein du milieu ambiant dans les mêmes conditions que les deux colonnes fluides qui se balancent dans les branches montantes d'un tube en U, ou siphon renversé. Le filet marginal m, par exemple, pressera par sa base sur le filet c, et tendra à le faire monter; mais c pressera également sur la base de m, et tendra à produire sur celui-ci le même effet : de sorte que si le poids de ces deux filets est le même, ils resteront stationnaires, conformément au principe de l'équilibre des liquides dans les vases communicants. Si m n'était soumis à l'influence d'aucune force étrangère, ces conditions d'équilibre seraient réalisées quand sa surface serait au même niveau que celle de c, car le liquide ayant partout la même densité, la pression p exercée par m serait égale à la pression p' de c quand ces colonnes auraient la même hauteur. Mais le filet m, étant en contact avec le verre, se trouve soumis à l'action attractive de ce corps, et cette force tendant à le faire monter, que j'appellerai a, doit balancer une partie de celle qui tend à faire descendre ce même filet, c'est-à-dire p. Ce sera donc jo — a qui se trouvera opposé à p\ et par conséquent m s'élèvera .au-dessus du niveau de c jusqu'à ce que la différence dans la hauteur relative de ces deux colonnes liquides suffise pour compenser l'action attractive du verre. Si cette puissance attractive était considérable, la différence des niveaux serait très grande, pourvu qu'aucune autre force n'intervînt dans ce phénomène, car nous avons supposé le filet m extrêmement mince, et par conséquent très léger; mais m n'est pas libre, et, à raison de la force de cohésion de l'eau, se trouve comme enchaîné à m', c'est-à-dire au filet hquide suivant. En s'élevant le long de la surface du verre, il agira donc sur m' de la même manière que le verre a

ACTIOiN DE LA CAPILLARITÉ. 61

agi sur lui, et, en appliquant au système de filets m', c', le raisonnement que je viens de faire pour le système m^ c, nous voyons que m' s'élèvera d'une certaine quantité au-dessus du niveau de c, c'est-à-dire au-dessus du niveau général du bain. Or, la puissance attractive de m' sur m est égale à celle de m sur m', etparconséquentce second filet liquide, en s'élevant sous Tinfluence du premier, réagira aussi sur celui-ci, et l'empêchera de monter aussi haut qu'il l'aurait fait s'il avait été libre. Des relations semblables existent entre les filets verticaux suivants, c'est-à-dire entre m' et m", entre m" et m'", etc. ; de façon que les effets de l'action attractive du verre portent en réalité sur un nombre plus ou moins considérable de ces petites colonnes liquides, et s'étendent à une certaine distance du bord vers le milieu du bain. Mais, ainsi que nous l'avons déjà vu, la force de cohésion de l'eau est inférieure à la puissance attracfive du verre; l'attraction exercée par m sur m' sera donc moindre que a ; et m' ne s'élèvera pas aussi haut que ?w pour faire équilibre à c. Ainsi la ligne passant par le sommet de ces deux filets rencontrera la surface du verre sous un certain angle, et la hauteur à laquelle m" sera élevée, par suite de la cohésion qui l'unit à m', sera encore plus faible , car les molécules des liquides , tout en étant maintenues à une certaine distance les unes des autres par l'attraction cohésive, sont parfaitement libres de se mouvoir autour les unes des autres, et par conséquent la position dans laquelle la molécule terminale du filet m' se placera par rapport à la molécule supérieure du filet m sera déterminée par la résultante de deux forces contraires, l'attraction de m, qiii agit obliquement, et la pesanteur qui agit suivant la verticale; in" restera donc comme suspendu à m' sans atteindre son sommet. Il en sera de même pour m'" par rapport à m", et ainsi de suite. Or, l'observation, de même que le calcul, montre que la ligne passant parle sommet de ces verticales s'abaisse de plus en plus, et décrit une certaine courbe

qui, par ses deux extrémités, se confond, d'une part avec la surface verticale du verre, et d'autre part avec la surface horizontale du bain.

Ainsi, l'attraction adhésive exercée par le verre, d'une part, et l'attraction cohésive exercée par les molécules d'e^u, d'autre part, déterminentdans le voisinage du contact du prefliier de ces corps avec Je second, l'élévation d'un certain volume de liquide qui se terniine par une surfece concave, et qui se compose d'une lame verticale très mince adhérant au verre et d'une masse d'eau qui est comme suspendue à la face opposée de cette lame fluide, et qui, à raison de sa pesanteur, diminue d'autant la hauteur à laquelle celle-ci peut monter.

Il est donc visible que si, par une cause quelconque, la résistance opposée à l'ascension des lames aqueuses les plus rapprochées du verre par celles qui sont plus éloignées de ce corps pouvait être diminuée ou annulée, l'élévation de la portion marginale du bain au-dessus du niveau général de celui-ci augmenterait, la force attractive du verre restant la même. Or, il est facile de réaliser ces conditions.

Effectivement, si au lieu d'employer dans ces expériences une seule lame verticale de verre, on immerge incomplètement dans l'eau deux de ces lames placées parallèlement, et si l'on rapproche graduellement ces deux plans, qui d'abord étaient très éloignés entre eux, il arrivera un moment où les deux portions concaves de la surface du liquide intermédiaire viendront à se rencontrer. Ce résultat sera obtenu quand la moitié de la distance comprise entre les deux verres sera égale à la largeur de l'espace dans lequel l'action de chaque verre exerce sur la surface de l'eau une influence sensible; et si l'on continue à rapprocher de plus en plus les deux verres, on annulera les résistances dues à la portion de chacune des masses liquides soulevées qui se trouvait entre cette première Hgne de jonction et le point actuel de rencontre des deux moitiés de la courbe

ACTION DE LA CAPILLARITÉ. 6â

décrite par la surface de la masse liquide soulevée. Les deux lames d'eau qui adhèrent aux verres, et qui peuvent être considérées comme les agents moteurs de tout ce système de molécules liquides, se trouveront donc allégées d'autant, et par conséquent, pour faire équilibre aux pressions exercées par les portions circonvoisines du bain, devront s'élever davantage. Plus la distance comprise entre les deux plans du verre décroîtra, plus l'effet produit de la sorte devra être considérable, et l'expérience, de même que le calcul, montre qu'effectivement il en est ainsi, et que, toutes choses étant égales d'ailleurs, les hauteurs auxquelles les liquides s'élèvent ou s'abaissent pntre deux plans solides parallèles et verticaux sont en raison inverse de la distance qui sépare ces plans (1 ).

A l'aide de quelques données fournies par la géométrie élémentaire, il est facile de déduire de cette loi le mode d'ac-

(1) Poisson atiribue l'établissement de cette loi fondamentale à Jurin (a) , qui effectivement l'exposa en ] 71S (b) ; mais dans une note jointe à son mémoire, ce physicien reconnaît que Newton l'avait devancé. Voici en quels ternies ce dernier philosophe en parle :

« Si deux plaques de verre, planes et polies (supposez deux pièces d'un miroir bien poli), sont jointes ensemble, leurs côtés parallèles et à une distance très petite l'une de l'autre, et que par leur extrémité d'en bas on les enfonce un peu dans un vase plein d'eau , cette eau montera entre les deux verres; et à mesure que les plaques seront moins éloignées, l'eau s'élèvera à une plus grande hauteur.

Si leur distance est environ la centième partie d'un pouce, l'eau montera à la lj§uteur d'environ un pouce, et si la distance est plus grande ou plus petite en quelque proportion qiie ce soit, la hauteur sera à peu près en proportion réciproque à la distance ; car la force attractive des verres est la même, soit que la distance qu'il y a entre eux soit plus grande ou plus petite ; et le poids de l'eau attirée en haut est le même, si la hauteur de l'eau est réciproquement proportionnelle à la distance des verres. C'est encore ainsi que l'eau monte entre deux plaques de marbre poli, lorsque leurs côtés sont parallèles et à une fort petite distance l'un de l'auire (c). »

(a) Poisson, Nouvelle théorie de l'action capillaire, p. 2.

(6) Jurin, An Account of sonie Experiments, etc. ; luith an Inquiry into the Cause of the Ascent and Suspensionof Waterin Capillary Tubes {Philos. Trans., 1718, t. XXX, p. 739). (c) Newton, Traité d'optique, p. 573.

tion des tubes capillaires qui sont ouverts à leurs deux bouts, et qui plongent dans un liquide par leur extrémité inférieure. Effectivement, nous venons de voir qu'entre deux plans de verre verticaux parallèles et fort rapprochés , l'eau s'élève de façon à y constituer une lame dont la hauteur est en raison inverse de la distance des deux verres, c'est-à-dire de son épaisseur, et dont la longueur peut être quelconque. Or, considérons en particulier une lame semblable d'une longueur seulement égale à son épaisseur, et achevons de la circonscrire complètement en ajoutant à ces deux plans de verre deux nou- " veaux plans parallèles perpendiculaires aux premiers , et situés à la même distance, de manière, en un mot, à limiter ainsi un tube prismatique à base carrée ; il est clair que la force qui agit sur le liquide intérieur étant ainsi doublée, le volume du liquide soulevé sera lui-même doublé. D'ailleurs, la force attractive étant également répartie entre les quatre faces du prisme, elles pourront être considérées comme soulevant quatre masses prismatiques de liquide dont les bases seraient les triangles isocèles déterminés par les deux diagonales du carré. Chacun de ces triangles a lui-même pour base un côté du carré et une hauteur égale à la moitié de la distance de deux faces parallèles ; en sorte que pour les tubes prismatiques à base carrée on est autorisé à dire que les colonnes de liquide soulevées sont inversement proportionnelles au rapport de la surface qui leur sert de base et au périmètre de cette même base. Au moyen d'un artifice semblable, c'est-à-dire par une décomposition en triangles isocèles, il est aisé de voir géométriquement, et j'admets ici comme acquis, que ce principe subsiste quand on remplace le carré qui sert de base au prisme par un polygone régulier quelconque ; et l'aire d'un polygone régulier quelconque étant égale au produit de son périmètre multiplié par la moitié du rayon du cercle inscrit, il s'ensuivra que les hauteurs dans les tubes prismatiques réguliers seront en raison inverse du rayon

du cercle inscrit. Enfin en passant, comme on le fait en géométrie, des polygones réguliers au cercle, qui peut être assimilé à un polygone régulier d'un nombre infini de côtés, on en conclut rigoureusement que, dans les tubes cylindriques, les hauteurs sont en raison inverse des rayons de la base, et, pour chacune d'elles, sont deux fois plus grandes qu'entre deux surfaces planes parallèles ayant pour distance le diamètre du tube cylindrique.

Les mouvements dus à l'attraction moléculaire des solides sur les liquides sont par conséquent plus faciles à observer dans les tubes étroits qu'entre des surfaces planes, et c'est principalement à l'aide d'instruments de ce genre que l'étude en a été faite. De là les noms d'attraction capillaire et de 'phénomènes de capillarité que l'on donne généralement aux forces et aux effets- dont nous nous occupons en ce moment.

D'après ce que j'ai déjà dit relativement à la courbure de la surface des liquides dans le voisinage immédiat de leur point de contact avec un plan solide, nous pouvons prévoir que, dans un tube capillaire, ils se termineront par une surface de révolution qui sera convexe quand la force attractive de la substance dont se composent les parois du tuyau n'est pas égale en puissance à la moitié de la force cohésive du liquide, et concave quand l'attraction adhésive sera supérieure à la moitié de cette force de cohésion. Quant à la nature de celte courbe, on peut déduire aussi des faits exposés précédemment que, pour des tubes d'un certain diamètre, la surface de révolution doit être sensiblement un segment de sphère, et que le rayon de cette sphère doit diminuer dans un certain rapport avec le diamètre du tube ainsi qu'avec la hauteur de la colonne liquide déplacée.

L'étude attentive des propriétés hydrostatiques de ces surfaces concaves ou convexes permet aux physiciens de calculer les conditions de l'équilibre des divers liquides dans l'intérieur V- 5

des tubes capillaires, et c'est de la sorte que Laplace est arrive à une théorie mathématique de la plupart de ces phénomènes (1). 11 ne conviendrait pas de nous arrêter ici sur le détail de ces considérations, dont les conclusions seules importent à la physiologie, et, pour le but que je me propose d'atteindre à l'aide de cette digression, il me suffira d'ajouter

(1) Laplace a fait voir que la pression qu'une masse fluide terminée par une surface sphérique concave ou convexe exerce par sa base sur la colonne fluide verticale sous-jacente, et par conséquent sur la poussée de celle-ci sur les parties circonvoisines du fluide, est plus grande ou plus petite que si sa surface était plane. Il existe donc une dépendance nécessaire entre la forme de la surface libre de la colonne liquide intérieure à l'espace capillaire, et son élat d'exhaussement ou de dépression. Laplace a démontré que cette dépendance pouvait èlre établie directement sans considérer l'action des parois sur le liquide, et, dans sa théorie mathématique des actions capillaires, l'ensemble des phénomènes observés se déduit de la forme des surfaces des fluides (a).

Un médecin anglais, Th. Young, dont j'ai eu déjà l'occasion de citer le nom, et dont l'attention avait été flxée sur ce sujet (6), présenta quelques objections graves à la théorie de Laplace (c), et Poisson remarqua que ce grand géomètre avait omis dans ses calculs une

circonstance physique dont la considéi'aiion paraissait êlre essentielle , savoir : la variation rapide de la densité que le liquide éprouve près de sa surface libre et près île la paroi du tube. En tenant compte des variations que ces changements dans la densité de la couche très mince qui termine la masse liquide doivent exercer sur les pressions dont dépend la position d'équilibre des diverses parties de cette masse, l'oisson a fondé une autre théorie mathématique des actions capillaires (d) ; mais le grand travail auquel il se livra à celte occasion ne paraît pas avoir beaucoup avancé la question fondamentale, et aujourd'hui la plupart des physiciens considèrent les vues de Gauss comme étant préférables. Ce dernier géomètre établit ses calculs sur la considération de l'action de la pesanteur, des attractions mutuelles des molécules mobiles du liquide et des attractions exercées sur ceux-ci par les molécules fixes de la surface des tubes ; puis il a recours au principe des vitesses virtuelles pour établir les équations de l'équihbre (e).

(a) Laplace, Mécanique céleste, supplément au livre X {Œuvres, t. IV, p. 389 et suiv.).

(b) Young, An Essay on the Cohésion of Fluids {Philos. Trans., 1805, p. 65 et suiv.).

(c) Young, art. Cohésion of Fluids {Supplément to the Encyclopœdia Britannica, 1824, t. III, p. 211 et suiv.).

{d) Poisson, Nouvelle théorie de l'action capillaire. Paris, 183i .

(«) C.-F. Gauss, Principia generalia theoriœ figura fliiidorum in statu œquilibrii {Coinmen tationes Soc. scient. Gottingensis, cl. math., 1832, t. VII, p. 39 et suiv.).

qu'il existe nue relation constante entre la forme du ménisque terminal de la colonne liquide soulevée ou déprimée de la sorte et la grandeur des effets produits, c'est-à-dire la distance à laquelle la surface du liquide déplacé se trouve portée audessus ou au-dessous du niveau général du bain.

Il me semble cependant nécessaire d'entrer plus avant dans l'examen de certaines questions que soulève l'étude des phénomènes de capillarité, et de chercher à nous éclairer davantage sur les circonstances qui, indépendamment des dimensions des espaces étroits occupés par les liquides, peuvent influer sur la grandeur des effets produits.

Nous savons déjà que dans les tubes de verre à très petit calibre l'eau s'élève à une certaine hauteur, qui est en raison inverse du diamètre de ces tuyaux, et que le mercure y descend au-dessous du niveau général du bain circonvoisin. Il existe entre ces deux résultats si différents une multitude de degrés intermédiaires. Ainsi, l'alcool s'élève dans les tubes de verre comme le fait l'eau, mais à une hauteur moindre; il en est à pen près de même pour diverses dissolutions salines ; l'élher sulfurique monte aussi, mais reste à un niveau inférieur à celui des liquides dont je viens de parler, et pour l'eau chargée de certaines matières minérales le contraire s'observe, et la colonne liquide dépasse en hauteur celle formée par de l'eau pure (1).

(1) Carré, un des membres de notre beaucoup moins haut que ne le fait

ancienne Académie des sciences, fut l'eau distillée (a).

l'un des premiers à étudier compara- Plus récemment , Emmelt et un

livement l'influence des tubes capil- grand nombre d'autres physiciens ont

laires sur l'ascension de divers li- fait des expériences analogues (6), et,

quides, et il trouva que, toutes choses pour bien fixer les Idées à ce suje',

étant égaies d'ailleurs, Fesprit-de-vin je rappellerai ici quelques résultats

et l'essence de térébenthine montLait numériques tirés d'un travail publié

(a) Carré, Expériences sur les Imjcntx capillaires (Mém. de l'Acad. des sciences, 1725, p. 241). (6) Emmetl, On Capillary Allraclion (The Philosophical Magazine, 2' série , 1827, t. I, p. 33i).

Nous avons vu que ces différences dépendaient essentiellement des rapports de grandeur do deux forces contraires : l'attraction adhésive du solide pour le liquide et la cohésion de celui-ci. Mais ne pourrions-nous pas avancer davantage la question qui

dernièrement par Simon (de Metz).

Cet expérimonlateur a pris pour unité la liauteur à laquelle l'eau distillée s'élève dans des tubes capillaires d'un certain diamètre, et en opérant dans les mêmes conditions, sur diverses dissolutions saturées, il a observé les élévations suivantes :

Clilorliydralo d'ammoniaque . 1,077

Sulfhydrale de potasse .... 1,020

Nilrale de cuivre 1,012

Sulfate dépotasse 1,007

Sulfate de fer 0,989

Acide siilfurique 0,824

Sulfure de carbone 0,476

Hydrate de méthylène 0,359

Élhcr sulfurique 0,280 (a)

Ainsi la présence de certains sels augmente l'action de la capillarité , tandis que d'autres substances du même ordre produisent des efTels contraires.

On voit aussi, par dos expériences faites comparativement sur des dissolutions salines ei divers degrés de concentration, que dans certaines limites au moins la modification déterminée dans l'ascension de l'eau par son mélange avec des substances sol u blés croît proportionnellement à la quantité relative de ces dernières. Ainsi, dans des expériences faites par Dutrochet sur de l'eau cliargée de cblo-

rure de sodium, la hauteur de la colonne était :

Pour l'eau pure 12

Pour la dissolution saline faible

(densité : 1,0G) 91

Pour la dissolution concentrée

(densité : 1,12) , . 61

Mais, à densités égales, les solutions salines de nature ditférente ne donnent pas des résultats seiiiblables.

Ainsi Dutrochet a vu que de l'eau chargée de sulfate de soude ne s'élevait qu'à 8 lignes dans les conditions où celle cliargée de chlorure de sodium, do incon à avoir la même densité (savoir 1,085), montait à 10 lignes (ô).

Emmelt a trouvé aussi qu'il n'existe aucune relation entre la densité de l'eau alcoolisée et la hauteur à laquelle ce mélange s'élève dans les tubes de verre ; ainsi il a obtenu :

Pour l'alcool 0,5

Pour un mélange de 83 parties

d'alcool et 100 parties d'eau. 6,7 Pour le même mélange étendu

de -, d'eau 10,5

Pour le premier mélange étendu

de 7 j d'eau 13

Pour l'eau pure 16

Par conséquent, l'addition d'une très petite quantité d'alcool diminue beaucoup le pouvoir ascensionnel de l'eau,

(a) Simon, Recherches sur la capillarité {Annales de chimie et de physique, 3" série, 1851, t. XXXII, p. 15).

(h) Dutrochet, De l'endosmose (Mém. pour servir à l'histoire anatomique et pliysiologiqite des Végétaux et des Animaux, t. I, p. 83 et suiv.).

nous occupe, et nous former une idée de la cause de ces différences dans la puissance de ces agents physiques ? Les attraclions moléculaires dont les effets de capillarité

et l'addition d'une quanlité assez considérable d'eau n'atigmenle que fort peu la hauteur atteinte par l'ai cool (a). On voit, par les expériences de M. Valson , que la présence de ~^ d'alcool produit sur une colonne capillaire d'eau de /il""",i8 de liauteur une variation de O''"",^ (6).

On avait supposé d'aijord que la densité relative du liquide et du solide réagissants pouvait èire la cause de la prédominance de Tatlraction cohésive sur l'attraction adliésive, ou vice versa; mais, ainsi que je l'ai fait remarquer, il n'existe aucun rapport constant entre la hauteur à laquelle divers liquides s'élèvent dans un tube de verre dont la densité ne varie pas et la pesanteur spécifique de ces substances.

Il y a lieu de croire que la force de cohésion des liquides peut être considérablement altérée , et par conséquent les actions capillaires modiliécs par la présence de petites proportions de certains corps étrangers.

.l'ai déjà parlé de la diminulion considérable que la présence d'une très petite proportion d'alcool détermine dans la hauleur à laquelle l'eau s'élève dans les tubes de verre, et j'ajouterai que, par les expériences de Dulong, on sait que le mercure mêlé à une petite quantité d'oxyde de ce métal, au lieu de se terminer par un

ménisque convexe dans l'intérieur des tubes barométriques, devient adhérent à leurs parois (c).

11 est aussi à noter que les effets de la capillarité se compliquent par suite de Tattraclion adhésive plus ou moins puissante qui peut se développer entre la surface du solide ou celle du liquide et l'air atmosphérique. C'est pour écarter l'obstacle créé de la .sorte que les physiciens chaulïent préalablement les tubes en présence des liquides sur lesquels ils veulent faire leurs expériences, et les dillérences dans la grandeur des résultats sont parfois très considérables, lors même que le gaz interposé ne serait pas visible. Comme exemple de l'inlluence que cette circonstance peut exercer sur les effets de l'attraction adhésive entre le verre et certains liquides, je citerai les faits observés par M. Donny dans ses expériences ^ur l'acide sulfuiique. En plaçant sous le récipient de la machine pneumatique un ma- 1 omètre rempli de ce liquide, et en faisant le vide, il a vu l'acide rester en suspension dans le tiibe, formant cloche à une hauleur de l'",'25 audessus du niveau du bain, lorsque l'appareil était complètement purgé d'air; tandis que dans le cas contraire, le niveau devenait le même dans les deux brancb es de 'instrument {d).

(a) Emnielt, On Capillary Altraclion (Philos. Maga%ine, 18-27, t. I, p. 335).,

(b) Valson, Sur la théorie de l'action capillaire [Comptes rendus de l' Académie des sciences, 1857, t. XLV.p. 103).

(c) Voyez Poisson, Nouvelle théorie de l'action capillaire, p. 291.

(d) Donny, HiUm. sur la cohésion des liquides et sur leur adhérence aux corps solides {Annales de chimie et de physique, 3° série, 1840, t. XV(, p. 171).

dépendent ne produisent des effets sensibles qu'à des distances très petites, nous en avons eu des preuves multipliées ; mais ces distances ne sont pas nulles, et, d'après l'analogie, nous devons être porté à croire que la grandeur de ces effets doit varier avec la grandeur de l'espace compris entre les particules de matière réagissantes. Or, la physique nous enseigne que les molécules de tous les corps, des solides aussi bien que des fluides, bien que se touchant en apparence, sont en réalité placées à distance, et que cette distance est suscephble de varier beaucoup , soit d'un corps à un autre, soit dans le même corps à des températures différentes. Il est donc à présumer que l'intensité des effets dus à la capillarité doit varier suivant trois conditions : 1" le degré d'écartement des molécules du liquide , circonstance qui, toutes choses étant égales d'ailleurs, détermine le degré de cohésion de ce corps ; 2° la distance qui sépare les molécules du liquide des molécules occupant la surfiice adjacente du solide, distance dont l'augmentation déterminerait, suivant une certaine loi, l'affaiblissement de l'action attractive exercée par ces molécules hétérogènes les unes sur les autres; 3° enfin, l'écarté ment plus ou moins grand des molécules du solide entre elles, circonstance qui ferait varier le nombre des molécules solides dans la sphère d'attraction desquelles chaque molécule adjacente du liquide se trouverait placée, pour peu que le rayon de cette sphère fût notablement plus grand que la distance intermoléculaire , condition qui, dans la plupart des cas au moins, parait être réaUsée (1).

(1) Ainsi que je l'ai déjà dit, La- et que dans certaines circonstances on

place et la plupart des physiciens de pourrait l'évaluer numériquement, l'époque actuelle admettent que Fat- Un des arguments que ces auteurs

traction adhésive ne produit des effets emploient pour établir leur opinion est

sensibles qu'à des distances imper- tiré des expériences dans lesquelles on

ceptibles ; mais divers faits semblent mesure l'ascension de l'eau dans des

montrer que la sphère d'activité des tubes formés de substances difiérentes

corps solides est un peu plus étendue, et dont la surface interne a été préa-

Les résultats fournis par les expériences relatives à l'influence de la chaleur sur les effets de la capillarité viennent à l'appui de ces vues. On sait depuis longtemps que ces effets diminuent généralement avec l'élévation delà température; mais c'est dans ces derniers temps seulement que les variations déterminées de la sorte ont été l'objet de recherches attentives, et les faits constatés ainsi par un des jeunes docteurs de notre Faculté, M. Wolf, offrent beaucoup d'intérêt. Ce physicien a

lablenient mouillée. La couche mince du liquide qui y reste adhérente forme un cylindre creux dans l'intérieur duquel l'eau du bain monte lorsqu'on plonge l'extrémité inférieure du tube dans ce dernier liquide. Or, on n'avait aperçu dans ces cas aucune difléience dans la hauteur de la colonne d'eau soulevée par des tubes de nature différente, et par conséquent on admettait que l'élévation du liquide était duc uniquement à l'action de la gaîno aqueuse dont le tube solide était revêtu, et que l'écartement déterminé par la présence de cette lame liquide extrêmement mince, entre la colonne aqueuse soulevée et les parois du tube, suffisait pour soustraire complètement la première à l'influence de celui-ci; influence qui, en variant avec la nature de la substance conslilulive de l'appareil, aurait amené des dilférences dans les hauteurs observées.

Mais si les choses se passent ainsi dans quelques cas, il n'en est pas toujours de même, et dans d'autres circonstances on a vu l'action attractive du Solide sur le liquide se manifester à travers la couche mince en question, et s'exercer par conséquent à une

distance appréciable. Ainsi, dans les expériences de M. Linck , faites sur des lames parallèles de diverses natures et préalablement mouillées, l'ascension du liquide est restée à peu près la mèuie quand c'était de l'eau qui se trouvait en contact soit avec du verre, du zinc ou du cuivre; mais la hauteur à laquelle l'alcool, l'éther sulfurique, la potasse en dissolution, l'acide sulfurique, etc., s'élevaient entre les la mes également écartées, varia très notablement, suivant qu'on employait l'une ou l'autre de ces substances.

Par exemple, elle était pour l'alcool, 8 avec le verre , 9,5 avec le zinc, et 10 avec le cuivre. Tour l'acide sulfurique, elle était de 11,0 pour le verre ou le cuivre, et de 15,0 avec le zinc (a).

Les recherches de M. Bède conduisent à un résultat analogue. Ce physicien a trouvé que les hauteurs observées dans les expériences compeualives sur l'ascension de l'eau , dans les tubes capillaires de ditlérents calibres, ne s'accordent pas exactement avec celles indiquées par le calcul ; et M. Plateau a fait remarquer que, pour se rendre compte de ces ano-

(a) Lincls, Forlgeset:ite Versuche iiber die Capillaritdt (Pojgeiiiioi-fr's Annalen der Physik und Chenue, 1834, t. XXXI, p. 595 el suiv.).

constaté que l'élévation de la température produit des changements si considérables dans la résullante des diverses forces dont dépend l'ascension des liquides dans les tubes de verre à cavité capillaire, que la surface terminale du fluide placé dans l'intérieur de ceux-ci peut, sous l'influence de cet agent, cesser

malies, il fallaitdéduiredii diamèlre du tuyau l'épaisseur de la couche de liquide qui adhère directemenlau verre, et quicoustitue pour ainsi dire un luhe aqueux dans rinlérieur duquel le cylindre fluide s'élève en vertu de Paltraction de l'eau sur elle-même. Or, pour faire coïncider de la sorte les résultats de l'observation et du calcul, il faut attribuer à cette couche adhérente une épaisseur constante d'environ 0""",0()]. Par conséquent, les effets sensibles de l'attraction du verre sur les molécules de l'eau s'étendraient dans ces circonstances à une distance de ~^, de millimètre (a).

Si les expériences de Simon sur l'ascension comparative des liquides à la surface de lames planes et dans l'intérieur de tubes capillaires sont exactes, on serait porté à croire que cette sphère d'activité sensible est encore plus étendue. Ainsi que je l'ai dit ci-dessus , dans l'hypothèse adoptée par Laplace et la plupart des antres physiciens, les rapports de hauteur du liquide déplacé entre deux plans parallèles et dans l'intérieur d'un tube cylindrique seraient à peu près dans la proportion de l à '2. Mais Simon a trouvé la hauteur relative beaucoup plus grande dans ces derniers, et, suivant lui, les ascensions entre les

glaces et dans les tubes seraient dans les rapports du diamètre à la circonférence, c'est-à-dire à peu près comme o est à 1 (6). Or cela semblerait indiquer que l'action attractive du verre s'étend à une certaine distance sensible ; de sorte que cette attraction exercée par chaque molécule de ces corps produirait des ofl'ets appréciables non-seulement sur le fdet linéaire du liquide normal à la surface de celui-ci, mais sur les filets circonvoisins. La molécule du liquide située à une certaine distance de la surface attractive seiait donc sollicitée par l'action combinée d'un nombre plus ou moins considérable de molécules du solide ; circonstance qui permettrait à la forme de cette surface d'influer sur la j^randeur de la résultante, et qui amènerait la production d'effets plus considérables dans l'intérieur d'un cercle qu'entre deux surfaces planes et parallèles. Mais je ne signale ici ces résultats qu'avec beaucoup de réserve, à cause des objections qui peuvent être faites au procédé expérimental dont Simon faisait usage. Il est aussi .'i noter que , d'après la théorie de Gauss, la diirérenco entre les altitudes déterminées par un tube capillaire ou par deux plans parallèles dont la distance égale le diamètre du tube serait

(a) Bède, Mémoire sur l'asLxns'wn de l'eau et. la dépression du mercure dans les titbes capillaires, p. i\ {mémoires couronnes par l'Académie de Bruxelles, 1853, t. XXV).

(6) Simon, liecherches sur la capillarité [Annales de chimie et de physique, 3" série, 485-1, t. XXXIl, p. 19).

d'être concave et devenir plane, ou même se transformer en un ménisque convexe, et que par conséquent le niveau de la colonne terminé de la sorte, au lieu de se trouver à une hauteur plus ou moins considérable au-dessus du niveau de la surface générale du bain circonvoisin, pourra descendre audessous de ce même niveau (1).

précisément la moitié du rapport trouvé par Simon, savoir : 1,57 : 1 au lieu de 3, là : 1 («).

(1) Le fait de la diminulion des effets de capillarité par l'élévation de la température a été indiqué sommairement, il y a près d'un sii-cle, par de la Lande (6), et a été mieux observé par Emmett (c). Plus récemment . de nouvelles recherches à ce sujet ont été faites par plusieurs physiciens de l'Allemagne (d) ; mais ce sont les expériences de M. Wolf qui, dans ces derniers temps, ont conduit aux résultats les plus inléressants.

D'après les théories mathématiques de Laplace et de Poisson, on avait été assez généralement conduit à penser que, pour chaque liquide susceptible de mouiller les tubes, l'ascension de-

vait être en raison inverse de la densité de cette substance ; mais celte loi n'est pas en accord avec l'expérience.

Effectivement, M. Wolf a constaté que non-seulement le décroissement des hauteurs avec l'élévation de la température est beaucoup plus rapide que la diminution de la densité, mais qu'il n'existe même entre ces deux phénomènes aucun rapport constant. En effet, la hauteur de la colonne déplacée peut diminuer quand la densité augmente, et inversement. Ainsi, audessous de /i degrés, l'élévation delà colonne capillaire d'eau croît rapidement avec l'abaissement de la température, et cependant la densité du liquide diminue.

A une certaine température, l'élévation des liquides qui mouillent les

(a) Gilbert, Noie sur la théorie des phénomènes capillaires (Comptes rendus de l'Académie des sciences, 1857, t. XLV, p. 771).

(6) De la Lande, Lettre sur les tubes capillaires {Journal des savants , 1768, p. lii).

(c) J.-B. EmmeU, On Capillary Attraction (The Philosophical Magazine, 2' série, 1827, t. T, p. H6).

(d) Franlienheini, Die Lehre von der Cohâsion, 1835, p. 12â et suiv.

— Sondliauss, Deviquam calor habet in fluidorum capillaritale. Dissert, inaug-., 1841 (Erdm. et Mardi., t. XXIII, p. 401).

. — HilJebrand, De cohœsiouis et ponderis spccifici commulalionibns quœ innonnullis jluidis vi coloris efflciuntur. Dissert, inaiig., 1844.

— A. Moritz, Einige Bemerkungen itber Coulomb' s Verfahren, die Cohâsion der Flûssigkeiten zu bestimmen (PoggendorfTs Annalen der Physikund Chemie, 1847, t. LXX, p. 74, el Archives des sciences physiques et naturelles de Genève, 1847, t. IV, p. 391).

— Brunner, Untersuchungen iiber die Cohâsion der Flûssigkeiten (PoggendorfCs Annalen der Physik «Hd Chemie, 1847, t. LXX, p. 481).

— Holtzmann, Ueber die Cohâsion des Wassers (Pot^gendorfTs Annalen, 1849, t. LXXI, p. 463).

— Buys-Ballot, Ueber den Einfluss der Temperatur aufdie Synaphie (Poggendorff's Annalen, 1. LXXI, p. 177).

— Frankenheim, Ueber die Abhàngigkeit einiger Cohdsionserscheinungen [Iv.ssiger Kôrper von der Temperatur (PoggendorfTs, Annalaii, t, LXXII, p. 177).

lll ABSORPTION.

Au premier abord, on pourrait être porté à attribuer cette décroissance dans les effets de l'attraction adhésive du verre sur l'eau, ou sur tout autre liquide qui dans les circonstances ordinaires est susceptible de mouiller la surface de ce corps solide, à la diminution de la densité que l'élévation de la température détermine dans le liquide, c'est-à-dire à l'écartement plus considérable des molécules de celui-ci et à aucune autre cause. Les théories mathématiques de l'action capillaire inventées par Laplace et par Poisson le supposaient, et conduisaient à admettre que les liquides susceptibles de mouiller les tubes capillaires s'y élevaient à des hauteurs proportionnellement inverses à leurs densités; mais l'expérience a montré que les choses ne se passent pas de la sorte. La diminution dans la hauteur de la colonne soulevée n'est pas en raison de la diminution que l'élévation de la température amène dans la densité du liquide, et dans certaines circonstances ces deux phénomènes peuvent suivre une marche inverse. Il faut donc chercher une autre explication du mode d'action de la chaleur, et, pour en trouver la clef, il suffit, ce me semble, de faire entrer dans la question un autre élément du même

paroisdu tube capillaire devient nulle, lions de pression qui empêchaient la

et la colonne contenue dans rintérieur transformation de ces liquides en

de ces tuyaux, au lieu de se terminer vapeur (a).

par une surface concave, présente une II est également à noter que Télésurface plane, ou peut même affecter vation plus ou moins grande de la la forme d'nn ménisque convexe, et colonne liquide, suivant la tempéradescendre alors au-dessous du niveau turc, dépend essentiellement de la général du bain. M. Wolf a constaté température de la portion voisine de ces faits en observant la marche de la surface, et n'est influencée que peu Péther sulfurique, du sulfure de car- par celle des parties inférieures du bone, de Talcool, etc., à des tempe- cylindre fluide contenu dans le ratures élevées et dans des condi- tube {h).

(a) Wolf, De l'influence de la température sur les phénomènes qui se passent dans les tubes eapillaires. Thèses, Faculté des sciences de Paris, 4856, n° 199. (Reproduite dans les Annales de ehimie et de physique, 3» série, 1857, t. XLIX, p. 230.)

(&) Enimett, Op. cit. {Pliilosophkal Magaùne, 4827, 1. 1, p. 332).

ordre dont les physiciens ne me paraissent pas avoir tenu compte, savoir, l'écartement que l'élévation de la température doit déterminer entre les molécules du solide et du liquide qui se trouvent en contact apparent. Effectivement, l'augmenlation produite de la sorte dans la distance comprise entre la molécule du verre et la molécule de l'eau qui réagissent l'une sur l'autre doit entraîner une décroissance plus ou moins rapide dans les actions attractives réciproques exercées par ces moléculea, et suivant la valeur relative du coefficient de la dilatation produite par la chaleur dans le système hétérogène formé de ces deux molécules comparé à celui de la dilatation du liquide considéré en lui-même , les conditions dont nous avons vu dépendre le caractère des effets capillaires pourrait changer.

Ceci nous permet de concevoir comment, à la température ordinaire, les différences que nous avons rencontrées dans l'action attractive d'un môme solide sur divers liquides, ou de divers sohdes sur un même liquide, peuvent exister, sans que pour expliquer ces phénomènes il faille supposer que cette force moléculaire varie avec la nature des corps réagissants, hypothèse qui cadrerait mal avec la simplicité ordinaire des agents physiques. En effet, nous savons que le coefficient de la dilatation peut varier suivant la nature soit des solides, soit des liquides; il est donc légitime de supposer que le coefficient de l'écartement, c'est-à-dire l'augmentation de la distance imperceptible qui existe entre deux corps en contact apparent, un solide et un hquide, par exemple, correspondant à un accroissement donné de température, puisse varier aussi avec la nature de ces corps. Admettons donc que le coefficient de la dilatation de l'eau soit beaucoup plus petit que celui de l'écartement ou de l'accroissement de l'espace compris entre les surfaces de jonction apparente de l'eau et du verre; il arrivera un moment où, par l'élévation de la température sous une pression extérieure suffisante

pour empêcher la volatilisation du liquide, l'attraction adhésive du verre, diminuant avec l'augmentation de la distance comprise entre les molécules du verre et les molécules adjacentes du liquide, deviendra trop faible pour balancer l'attraction cohésive des molécules de l'eau, et alors celles-ci, obéissant aux lois d'équilibre indiquées précédemment, se grouperont de façon à présenter en dessus une surface convexe, conditions dans lesquelles la colonne fluide logée dans le tube capillaire devra s'abaisser au-dessous du niveau général du bain, au lieu de s'élever à un niveau supérieur. Or, les expériences de M. Wolf prouvent que ces conditions sont réalisées pour l'éther sulfurique et le verre à une température de 191 degrés ; et pour l'eau le même résultat paraît être produit à une température inférieure au rouge, car on sait que des gouttes de ce liquide projetées sur une plaque de fer fortement chauffée ne s'y étalent pas, mais conservent leur forme sphérique jusqu'à ce qu'elles se soient réduites en vapeur, phénomène qui me paraît être du même ordre que ceux dont l'élude nous occupe en ce moment (1).

Ainsi la différence qui se remarque entre l'action capillaire du verre sur l'eau ou sur le mercure semble devoir dépendre seulementde ce que la distance à laquelle la puissance attractive du verre devient inférieure à la moitié de la puissance cohésive du liquide adjacent est atteinte par l'influence dilatante de la chaleur à la température ordinaire dans un cas, et seulement à une température voisine de la chaleur rouge dans l'autre.

Quant à la nature des puissances qui entrent en jeu pour produire les phénomènes dont l'étude vient de nous occuper, je ne pourrais rien préciser ; mais il est à noter que ces attrac-

(1) C'est de la sorte que les phéno- nom d'état sphéroïdal me paraissent mènes désignés par Boutigny sous le devoir être expliqués (a).

[a] Boutigny, Nouvelle branche de physique, ou Etudef^ sur les corps à l'état sphéroïdal, 1 847, ■

tions physiques diffèrent moins de l'aftinité chimique qu'on ne serait porté à le supposer au premier abord , et beaucoup de faits tendent même à faire penser que toutes ces actions moléculaires ne dépendent que d'une force unique. Ainsi M. Pouillet a constaté que toutes les fois qu'un corps solide quelconque vient à être mouillé par un liquide, l'union qui s'établit ainsi entre les molécules hétérogènes est accompagnée d'un dégagement de chaleur, comme le sont les combinaisons chimiques (1). Et, plus récemment, d'autres expérimentateurs, en étudiant l'action que divers liquides non miscibles exercent les uns sur les autres, ont découvert des faits qui semblent indiquer l'existence de certaines relations entre l'affinité chimique et l'attraction adhésive (2).

(1) Ce physicien a fait des expériences sur un nombre considérable de corps, et il a trouvé que Télévalion de lempéralure est à peu près la même pour les diirérents solides avec le même liquide, et pour le même solide avec les liquides différents (a).

(2) On doit à M. VVilson, professeur dechimie à Edimbourg, une série d'observations très intéressantes sur les actions capillaires produites par divers liquides les uns sur les an très. Elles tendent à établir l'existence d'une liaison intime entre l'attraction adbésive et l'affinité chimique, ou plutôt à faire penser que les effets mécaniques et chimiques dus aux actions moléculaires ne dépendent que d'une seule et même force. Quand on laisse tomber dans de l'eau une goutte de chloroforme, celle-ci ne se mouille que difficilement, et à raison de sa densité supérieure à celle du liquide am-

biant, descend vers le fond du vase en y conservant une surface convexe et une grande mobilité ; mais si l'on ajoute à l'eau du bain un peu de potasse, de soude ou d'ammoniaque, on voit aussitôt le globule de chloroforme s'aplatir et s'étaler en forme de disque mince; puis, si l'on neutralise l'alcali par un acide, le chloroforme reprend sa forme arrondie. Des phénomènes analogues se produisent dans les tubes capillaires : le chloroforme s'élève dans ceux-ci à une certaine hauteur, et s'y termine par un ménisque concave ; mais si l'on verse soit de l'eau, soit de l'acide sulfurique étendu ou une autre dissolution analogue sur la surface du liquide ainsi suspendu dans le tube, cette surface change immédiatement de forme et devient convexe ; enfin si au lieu d'acide on verse une dissolution alcaline sur la colonne capillaire, on voit la surface de celle-ci

(a) Pouillet, Sur de nouveaux phénomènes de production de chaleur {Annales de chimie et de physique, 1822, t. XX, p. 1-il).

J'ajouterai que l'étal électrique des corps réagissants exerce, de même que la chaleur, une grande influence sur la puissance de leur attraction adhésive (1). Ainsi, quand un courant galvanique d'une certaine intensité passe de l'électrode positive dans une goutte d'eau, et de là dans un bain de mercure, pour se rendre au pôle négatif de la pile, l'eau, au lieu de conserver sa forme sphérique, s'étale en lame plus ou moins mince, et

devenir presque plane. La liqueur des Hollandais et le sulfure de carbone se comporlent de même , et Ton observe des phénomènes analogues quand on met dans un bain laniôt alcalinisé , tantôt acidulé , diverses essences, telles que l'essence de girofle, de sassafras, etc., et même le brome (a).

M. Swan a vérifié les résultats obtenus par M. Wilson, et a constaté des faits du même ordre en étudiant les rapports qui s'établissent entre l'huile d'olive et de l'eau, des dissolutions alcalines ou acides, de l'alcool ou de l'élher. Enfm , ce physicien a montré que les changements observés dans la forme du ménisque dans les tubes capillaires, sous l'influence de tel ou tel réactif, ne dépendent ni de l'attraction adhésive existant entre ces derniers liquides et les parois du tube, ni de la densité relative des liquides en présence, et ne peuvent être attribués qu'aux propriétés chimiques de ceux-ci (6).

Je rappellerai aussi, à celte occa-

sion, les différences qui se remarquent dans les relations qui existent souvent entre l'aptitude d'un liquide à mouiller im solide et à le dissoudre. Chacun sait que le mercure ne mouille ni le verre, ni le fer, et ne peut dissoudre ni l'un ni l'autre de ces corps ; mais il mouille l'argent, l'or, le plomb, 1 etain, etc., avec lesquels il forme des amalgames liquides, il paraîtrait aussi, d'après les expériences de Ouyton- Morveau, que la force nécessaire pour séparer de la surface d'un bain de mercure des disques mélalliques de nature différente croît proportionnellement à l'aplilude des métaux à former des amalgames (c).

(i) Vers le milieu du siècle dernier, Boze et JNollet virent que la vitesse avec laquelle l'eau s'écoule d'un tube capillaire sous une charge constante, augmente beaucoup quand on élec- Irise le vaisseau, et que le changement produit de la sorte est d'autant plus marqué, que le conduit est plus étroit (d). Or, ce qui relarde l'écoulement dans ces tubes, c'est l'adhé-

(a) C. Wilson, On somc Phenomena of Capillary AltracHon observed with Cliloroform, Bimlphuret of Carbon and other Liquids {Quarterhj Journal of Chemical Science, 1849, t. I, p. 174).

(6) W. Swan, On certain Phenomena of Capillary Attraclion exhibited by Chloroform, the flxed Oils and other Liquids, ivith an Inquiry into some of Ihe Causes which modify the Form of the inutual surface of two immiscible Liquids in contact with the walls of the vessel in which tliey are contained (Philos. Magazine, 1848, t. XXXIII, p- 36).

(c) Guyton-Morveau, art. Adhérence et Adhésion de l'Encyclopédie par ordre de matières {Chimie, t. I, p. 466).

[d) NoUet, Des effets de l'électricité sur les corps organisés {Hist. de l'Acad, des sciences, 1748, p. 2, et suiv.).

mouille la surface adjacente du mêlai, il y a même des raisons pour croire que les corps qui adhèrent entre eux sont dans un état électrique différent, et quelques physiciens pensent même que l'attraction qui est alors en jeu n'est autre chose que la force électrique, de sorte que les phénomènes de capillarité dépendraient de cet agent (1); mais ce sont là des vues de l'esprit dont nous n'avons pas à nous occuper ici.

rence du liquide aux parois du canal.

Plus récemment, Fisclier (de Bresau) a conslatc que lorsqu'il existe dans les parois d'un vase de verre des fêlures d'une si grande finesse, que dans les circonstances ordinaires les liquides ne peuvent traverser ces fentes, ni pour se mettre en équilibre hydrostatique avec le milieu ambiant, ni pour obéir à des attractions chimiques, le passage de ces substances peut être déterminé par l'action du galvanisme. Ainsi, une dissolution d'azotate d'argent renfermée dans un vase étoile de la sorte et plongé dans un bain d'eau peut y rester pendant plusieurs jours sans que la moindre parcelle du sel d'argent passe dans l'eau du bain extérieur ; mais dès qu'on vient à y établir im courant galvanique, la transsudation du sel d'argent dans le liquide extérieur s'effectue (c).

(1) M. Draper, professeur de chimie à New-York, a proposé une nouvelle théorie des attractions capillaires qui ne changerait rien aux conditions d'équilibre dont i! a été question cidessus, mais qui attribuerait à l'état électrique des corps en contact la force attractive en vertu de laquelle ils adhèrent ou n'adhèrent pas entre

eux. Il cite, à l'appui de son opinion, diverses expériences dans lesquelles on peut constater que les corps qui ont contracté entre eux une certaine adhérence donnent des signes • d'électricité différente : ou bien encore qui montrent qu'en troublant l'état électrique normal des corps juxtaposés, on peut modifier les effets de capillarité produits par ce contact.

Ainsi, quand on place du mercure dans un verre de montre, et qu'on dépose sur ce métal une petite goutte d"eau , celle-ci conserve une forme à peu près sphérique; mais si l'on met le mercure en communication avec l'électrode négative, et la goutte d'eau en communication avec le pôle positif d'une pile d'une certaine puissance, on voit l'eau s'aplatir en forme de disque et mouiller le mercure. Si l'on place du mercure dans un tube en U, dont l'une des branches est capillaire, le métal, comme on le sait, s'élève moins haut dans celte branche que dans l'autre ; mais si, après avoir versé un peu d'eau sur la surface du mercure ainsi déprimée dans la branche capillaire, et avoir plongé dans cette eau l'extrémité d'un fil conducteur en connexion avec le pôle positif d'une pile, on fait communiquer

(a) Fischer, Ueber das Verkalten der Rme in Glâsern su den darin enthaltenen Flûssigkeiten (PoggeniorS' s Annalen, 1827, t. X, p. 480).

En résumé , nous voyons donc que les effets capillaires dépendent des rapports qui existent entre la cohésion , c'està-dire la force d'attraction des liquides pour eux - mêmes , l'attraction adhésive exercée sur ceux-ci par les solides adjacents, enfin la pesanteur du liquide déplacé; que les forces attractives qui réagissent ainsi ne produisent des effets sensibles qu'à des distances insensibles, et que la grandeur de chacune d'elles paraît être liée à la distance qui sépare entre elles les molécules réagissantes.

imbibi.ion § o. — Nous avons vu aussi que la forme des cavités circapmadté. consentes par les corps solides, et ouvertes aux liquides, pouvait influer beaucoup sur la grandeur apparente des effets produits de la sorte , mais ne changeait rien au caractère essentiel du phénomène. Nous pouvons donc prévoir que si nous substituons aux tubes capillaires dont nous avons fait usage dans les expériences précédentes des corps criblés de petites cavités en communication les unes avec les autres et ouvertes au dehors, par exemple une certaine masse formée de grains de sable amoncelés ou de fragments de verre réduits en poudre llne, on obtiendra des effets analogues, car ces corpuscules ne se toucheront que très incomplètement, et laisseront entre eux des passages étroits et irréguliers dont les surfaces pourront agir

l'éleclrode négative avec le mercure répulsive qui balance plus ou inoins

contenu dans la grande branche de l'attraction moléculaire est soumis à

l'appareil, on voit aussitôt le métal riufluence de l'électricité aussi bien

s'élever dans la branche opposée, puis qu'à celle de la chaleur, et contribue

redescendre à son niveau primitif, ainsi à faire varier le degré d'écarte-

quand on interrompt le circuit (a). meut des molécules hétérogènes, qui.

Ces faits sont intéressants , mais en s'attirant, produisent des effets de

ils me paraissent indiquer seulement capillarité.

que le développement de la puissance

(a) J. W. Draper, Is Capillanj Attraction an Electric Pheiwmenon'! [Philos. Magazine, 3- série, 1845, t. XXVI, p. 185 et suiv.l.

JMBIBITION PAR CAPILLARITÉ. 81

à la manière de celles* des tuyaux fins dont je viens de parler (1).

Or, tous les tissus organiques de l'économie animale ressemblent plus ou moins à ces substances poreuses: leurs parties

(1) Comme exemples de rélévaliou limèlres; enfin dans la scinre de bois,

des liquides à diverses hauteurs dans i'ean n'est montée qu"à 60 millimè-

des masses poreuses de ce genre, je très, tandis que Talcool s"est élevé à

citerai les résultats obtenus récem- 125 millimètres.

ment par M. Matteucci , en immer- Un autre fait conslaté par le même

géant dans des bains de nature difTé- physicien est moins facile à com-

rente, mais de même densité, des prendre, car il est en opposition avec

tubes remplis de sable fin. Los leni- ce que nous avons vu précédemment

pératures étant les mêmes, Timbibi- touchant Tinfluence de la température

lion, au bout d'un temps donné, s'est sur les effets de capillarité. En com-

étendue aux hauteurs suivantes : parant l'ascension de l'eau dans des

M I „ ci.ei li'bes remplis de sable, M. .Matteucci a

SoluliondeearbonaledesouJe. . 85 ^"" q'"^ l'élévation du liquide était

Solution de sulfate de cuivre . . 75 beaucoup plus rapide à la température

Sérum 70 de 55° qu'à 15" : au bout de soixante-

Soiution de carbonate d'animo- dix secondes les doux hauteurs étaient

niaque 02 de 10 et de G millimètres, et au bout

^^" ''•^''"'^'= ^^ de onze minutes l'eau chaude était

Solution de sel marin 58 ^^^^^^^.^ .., j^^- ,„i||i,„^.,,es^ ta,jdi3 ^„e

Blanc d'œuf étendu de son vo- ,. ^ ., ,. . ,,.„.,

leau froide n était encore qu a 12 mil-

lume d eau Sa

Lait 55 l'mèlres(a).

Magendie avait déjà remarqué des

On remarquera que dans le sable différences analogues dans la rapidité

les effets relatifs de la capillarité sur avec laquelle des substances d'origine

ces diverses substances ne sont pas les organique (du linge, par exemple)

mêmes que dans les tubes capillaires s'imbibent d'eau à la température

de verre. En remplaçant le sable tan- de 15° ou à celle de 60° (6).

tôt par du verre pilé, d'autres fois par II est à présumer que l'élévation de

de la sciure de bois, et en employant la température, en diminuant l'adhé-

comparalivement de l'eau distillée et sion des grains de sable entre eux,

de l'alcool, M. Matteucci a observé des avait augmenté le nombre des voies

différences encore plus grandes. Dans capillaires aptes à pomper l'eau. Ce

le verre pilé, l'eau s'est élevée à serait probablement un phénomène

182 millimètres et n'a dépassé l'alcool analogue à celui qui paraît se mani-

que de 7 millimètres; dans le sable, festcr dans les métaux, quand ceux-ci,

l'eau n'est montée qu'à 175 milli- étant dilatés par l'action d'une très

mètres et a dépassé l'alcool de 90 mil- forte chaleur, paraissent devenir per-

(a) Matteucci, Leçons sur les phénomènes physiques de la vie.

(b) Magendie, Leçons sur les phénomènes physiques de la vie, 1836, t. I, p. 27.

Pouvoir

absorbant des lissus organiques.

constitutives laissent toujours entre elles des espaces <|ui tantôt sont visibles pour l'œil , mais qui d'autres fois sont si étroits, que nous ne pouvons les apercevoir, mênae avec le secom^s du mieroseope, et qui forment par leur réunion un système de cavités capillaires dont les parois agissent sur les liquides adjacents à la manière des tubes et des lames dont nous venons d'étudier la puissance attractive.

C'est à raison de ce mode d'action que l'huile d'une lampe monte dans la mèche de coton dont on garnit cet appareil; et, pour mettre ce phénomène encore mieux en évidence, il suffît de disposer en manière de siphon un gros écheveau de filaments de la même matière, car on parvient ainsi à faire monter l'eau par-dessus le bord du vase qui la contient, et à vider celui-ci plus ou moins rapidement (1).

C'est aussi en majeure partie de l'action capillaire que dépend le gonflement qui s'opère dans la plupart des tissus animaux, lorsque, après avoir été desséchés, ils se trouvent en contact avee t'eau. Le hquide s'introduit alors dans les interstices de leur substance, comme il monterait dans un système de tubes de verre de très petit calibre; mais le fluide qui pénètre dans chacune de ces cavités et s'y accumule, exerce, à raison de sa cohésion, une certaine pression sur les parois de celles-ci ; ces parois sont extensibles, et par conséquent, au lieu de conserver son diamètre initial, chacun de ces filets liquides s'élargit et distend l'espèce de réservoir où il s'est logé. Le tissu augmente

méables pour certains corps étrangers et s'en imbibent (a).

(1) Cette expérience est bonne pour démontrer, dans un cours public , l'action des attractions moléculaires ; mais le résultat obtenu ne dépend pas

seulement des forces de cet ordre, et se trouve compliqué par la pression atmosphérique: ainsi, dans le vide, la mèche s'imbiberait sans donner lieu à un courant allant du vase à l'extérieur.

(a) Henry, Observations on Capillarily {Proceedings of ihe American physioloyical Society, et Philos. Magaz., 1846, t. XXVIII, p. 343).

■ — Horsford, On the Permeability of Metals to Mercury (Sillinian's American Joiirn. of Scienc, 4852, t. XIII, p. 305).

— Niolès, Sur la perméabilité des métaux par le mercure [Comptes rendus de l'Académie des sciences, 1853, t. XXXVI, p. 1 54).

IMBIBITIO' PAR CAPILLARITÉ. 83

donc de volume, et oppose d'autant plus de résistance à l'introduction de nouvelles quantités d'eau, que son élasticité a été plus fortement mise en jeu.

Pour constater que la turgescence des tissus organiques ainsi gorgés d'eau est due principalement à l'action des fondes pliysiques dont l'étude vient de nous occuper, il suffit de prendre en considération les résultais fournis par une série d'expériences dues à M. Chevreul. Effectivement, ce chimiste a fait voir que, par l'emploi de forces mécaniques, on pouvait enlever à la chair musculaire, aux tendons, au tissu jaune élastique, aux membranes et à la plupart des autres parties de l'économie animale , une quantité considérable de l'eau interposée dans leur substance; que, desséchés de la sorte, ces tissus se resserraient, devenaient transparents, et perdaient la plupart de leurs propriétés physiques les plus importantes ; mais que, mis en contact avec l'eau, ils s'en imbibaient de nouveau, se gonflaient et reprenaient leur aspect accoutumé (i).

Si l'on chasse l'eau des tissus organiques par l'emploi de forces plus grandes, mais qui ne sont cependant pas de nature à détruire les combinaisons chimiques que cette substance pourrait avoir contractées avec la matière constitutive de ces corps , on fait subir à ceux-ci des pertes encore plus considé-

(1) M. Chevreul a vu que les ten- sieurs fois de suite sans qu'il en ré-

dons, eu se desséchant, diminuent suite aucune altération appréciable

beaucoup de volume, surtout dans le dans leur substance. La quantité d'eau

sens de leur épaisseur; ils perdent qu'un tendon frais perd par l'exposi-

leur blancheur, leur éclat satiné, leur tion à l'air ou dans le vide sec est, en

extrême souplesse et deviennent jau- général, d'environ 50 p. 100 de son

nâtres,demi-transpnrenls et beaucoup poids; quelquefois plus de 60 p. 100.

moins élastiques que dans l'état frais; Après avoir été desséché, il peut ab-

mais que si on les plonge dans l'eau, sorber beaucoup plus d'eau qu'il n'en

ils reprennent peu à peu leurs pro- renferme naturellement. Parla des-

priétés premières, et ces changements siccation, la fibre musculaire se réduit

alternatifs peuvent être effectués plu- à environ 1/5^ de son poids initial {a).

(a) Clievreul, De l'influence que l'eau exerce sur plusieurs substances azotées solides (Annales de chimie et de physique, 1821, t. XIX, p. 33).

rables. Ainsi, par la dessiccation à l'air libre, ou mieux encore dans le vide seiî, on parvient souvent à enlever à ces tissus moitié plus d'eau qu'on ne l'avait fait au moyen de la pression mécanique (1) : et cela se comprend facilement; car le liquide qui a pénétré entre les molécules du solide ou qui adhère directement à la surface des aréoles plus grandes dont la substance de celui-ci est creusée, y est retenu avec bien plus de force que celui qui, à raison de sa cohésion seulement, a été entraîné par son envelop|)e fluide dans l'intérieur de ces cavités. Ce que l'on chasse d'abord, c'est donc l'eau qui occupe le centre ou l'axe des filets liquides logés dans les interstices du tissu , et ce qui reste le plus obstinément, c'est la couche périphérique de ces mêmes filets.

On verra bientôt pourquoi j'insiste sur cette circonstance (2).

Les attractions moléculaires qui déterminent cette union entre l'eau et les tissus organiques, tant animaux que végétaux,- sont très puissantes. x4insi, chacun sait qu'un coin de bois enfoncé dans une fissin^e de rocher se gonfle avec tant de force en s'imbibant d'eau, qu'il fait souvent éclater la pierre, et qu'une corde, en se mouillant, se tend de façon à développer une force énorme. Il est aussi à remarquer que ces actions moléculaires sont accompagnées d'un dégagement de chaleur qui est souvent assez considérable, et qui semble indiquer l'existence d'une certaine condensation de la matière sur laquelle ces forces s'exercent (3). Enfin la puissance des effets produits de la sorte res-

(1) En sonmellant à l'action môcani- M. Ponillet, dont j'ai déjà eu l'occaqiie d'une presse à papier des tendons sion de parler, la soie, h laine, les frais, ces tissus ont perdu 37 pour peaux , les membranes de l'esto- 100 de leur poids; tandis que par la mac, etc., après avoir été desséchées, dessiccation à l'air ils auraient perdu ont produit, lorsqu'on venait à les 53 pour 100 (a). mouiller, une élévation de tempéra-

(2) Voyez page 88. ture de 2 degrés ou davantage, quel-

(3) Ainsi, dans les expériences de quefois jusqu'à 10 degrés (6).

(a) Cliovrcul, Op. cit. (Annales de chimie et de physique, 1821, t. XIX, p. 50). (&) Pouillct, Op. cit.{Ibid., 1822, t. XX, p. 151).