CHAPITRE HI NOTIONS DE CAPILLARITÉ

249. Phénomènes capillaires : Définitions. — 11 se produit an contact, soit des solides avec les liquides, soit des liquides entre eux, une série de phénomènes qui paraissent en contradiction avéc les principes d'hydrostatique. Tels sont, par. exemple, les Phénomènes suivants.

Lorsqu'on plongé un corps solide dans un Kanide qui es de

PUBNOMÈNES CAPILLAIRES. 307

value à le mouiller, — par exemple uue Uige dé verre bien

propre dans de l'eau, — le liquide, comme s'il n'était plus soumis

aux lois de l'hydrostatique, est soulevé autour du corps solide, lei surface, cessant d'être horisontale, prend une forme concave (fig. 2441).

Si au contraire le corps solide plongé n'est pas mouillé par le liquide, — cé qui a eu pour le verre en contact avec le mercure, — lé liquide, au lieu de s'élever, se déprime, ét sa surface prend une forme convexe tout à r du corps plongé (fig. 250),

En outre, la surface du ide affecte la méme courbure, concave où convexe, sur les u vase qui le contient, suivant qu'il en mouille où n'en tu. pas les parois.

Fig. 249. Fig. 250. Fig. 251. Fig. 252.

Ces phénomènes deviennent plus apparents lorsque, au lieu d'une tige pleine, on plonge dans le liquide des tubes de verre creux d'un petit diamètre. Selon que ces tubes sont ou ne sont pas mouillés, il s'y produit une ascension ou une dépression du liquide, d'autant plus grande que le diamètre est plus petit (fig. 251 et 252). De plus, lorsque les tubes sont mouillés, la surface libre du liquide y prend la forine d'une surface courbe concave, analogue à un segment sphérique : c'est ce qu'on appelle un ménisque concave (fig. 251); quand ils ne sont pas mouillés, la colonne déprimée se termine par une surface courbe convexe, qu'on appelle ménisque convexe (fig. 252).

Les tubes qui servent à ces expériences sont dits capillaires, parce que leur diamètre intérieur est assez fin pour ètre comparable à celui d'un cheveu (capillus). Les phénomènes qu'on y observe sont appelés eux-mêmes phénomènes capillaires, et ils servent de type à un grand nombre d'autres phénomènes analogues, qu'on rattache à la même cause et qu'on désigne sous le même nom.

La partie de la physique qui étudie ces phénomènes s'appelle capillarité. On appliquait également ce nom autrefois à la force moléculaire qu'on avait imaginée pour les expliquer.

On voit, d'après ce qui précède, qu'il y a, dans les phénomènes fondamentaux de la capillarité, deux cas bien distincts : celui des liquides qui mouillent les parois solides du corps, plein ou ereus, avec lequel ils sont en contact, et le cas des liquides qui ne les mouillent pas. Le premier cas est défini par l'ascension de lea et le second par la dépression du mercure, dans les tubes en verre, Le premier est le seul dont les phénomènes soient parfaitement nets et les lois rigoureusement établies,

1. — PMÉNOMÈNES PRODUITS AU CONTACT DES SOLIDES PAR LES LIQUIDES QUI LES MOUILLENT

250. Lois de l'ascension des liquides dans les tubes capillaires, — 1" Loi où Lor vx Jonix, — Pour un même liquide, et à une même température, les hauteurs moyennes soulevées dans les divers tubes capillaires sont en raison inverse de diamètres de ces tubes (fig. 251). }

On appelle hauteur moyenne la hauteur d'un cylindre à bases cireulaires qui aurait exactement le même volume que lu colonne liquide soulevée, En app lant À cètté hauteur, et 2r le diamètre da tube, la lof de Jurin peut s'exprimer par l'équation

[1] rh = constante.

® Lor, — Pour un même liquide, et à une même lempérature, les hauteur moyennes soulevées sont indépendantes de la forme du tube capillaire, & dessus et au-dessous du ménisque, ainsi que de la substance des parois du tube et de leur épaisseur.

La première partie de cette loi signifie que la forme du tube capillaire, a dessus où au-dessous dé la région où se fait le ménisque, n'intervient pas dans le phénomène. Les, colonnes soulevées seraient très inégales en poids, mais

Fig. 253.

égales en hauteur, dans un tube évasé ou dans un tube à large base, où encort dans un tube exactement cylindrique, qui auraient tous le même diamétre à l'endroit où s'arrête le liquide (tig. 285). Le coefficient r qui entre dans In formule [1] est donc le diamétre qui correspond à la région du ménisque, | S Los, — Pour divers liquides et à une même température, lex hanteurs moyennes soulevées dans un même lube capillaire varient avec la nature du

éguide. , F y.

Par exemple, dans a tube en verre de diamètre égal à LES taun, Lakes din