DÉPRESSION CAPILLAIRE

Peut sarier, sans raison apparente, enbre 54° et 45", La variation est à fordiuri plus grande et plus brusque lorsqu'il y a une cause apparente, telle que l'ébranlement de la lame où du tube solide, ou bien l'interposition de la moindre che de substance étrangère sur le liquide et le solide en contact.

#2 Lois de la dépression des liquides dans les tubes capillaires, et entre les laves parallëles. — La théorie de là capillarité conduit, dans le éas où les liquides nè mouillent pas les solides ét subissent une dépression, aux mêmes his que dans le cas de l'ascension, Nous n'énoncerons que les deux principales.

Lot x Jomix, — Pour un même liquide, et à une même température, les dû- Prosions moyennes dans divers lubes capillaires sont en raison inverse des diamètres de ces tubes.

Gite toi s'exprime, corne la loi analogue des liquides qui inouillent, pur la furmute

rh = conslante.

Cie constante est déterminée par la théorie, En appelant S, la lension superficielle propre du liquide, D la densité ct

lgle aigu de raccontement (fig. 264), on a rÀ = 2h,

Ua voit, d'aprés la formule même, que la dépression moyenne k est fonction

de l'angle de raccordement, Loi es cames rarautètes. — Pour un même liquide, et à une méme lempérnlüre, la dépression moyenne, entre deux lames parallèles, est moitié de La dépression qui se produirail dans un Eube capillaire de diamètre égul à la dislance des lames.

Li vérification de ces lois a été faite, ou du moins tentée, pour le mercure et k verre, Elle présente de nombreuses difficultés, les unes expérimentales qu'on | pu surmonter, el les autres théoriques qui sont insurmontables.

25. relatives à la correction barométrique. — Construction des | Tables de correction. — Si la loi de Jurin était rigoureusement exacte, l'erreur | due à la capillarité, dans les tubes barométriques, serait Melle à corriger, puisqu'elle serait exactement en raison inverse des diamètres. Il suffirait de fairé une seule obsérva- || Lion, sur un verre donné, pour calculer la table de correction || / correspondante à loute espèce de tubes du même verre. Mais, | ñ cause de la variabilité de l'angle de raccordement, il est CT)

al

indispensable de faire intervenir la valeur de cel angle dans ir : les tables de correction, Aussi Loutes ces tables de correction, Fe dépuis les plus anciennes, dues à Bouvard, jusqu'aux plus 0 récentes, dues à Mlle Gutkowska, donnent-elles, pour un méme diamètre dé tube, les dépressions correspondant à ditférentes valeurs possibles de l'angle capillaire w'.

Usage de la flèche du ménisque. — Au lieu de mesurer l'angle capillaire ', il est plus commode de mesurer la || flèche f du ménisque. On appelle ainsi la distance du point le plus élevé du ménisque au-dessus du plan de la ligne de Fig. 265. raccordement. Dans le cas où le ménisque est exactement circulaire, ces deux éléments sont reliés l’un à l’autre par une formule très simple. En effet, soit une section du ménisque et du tube par un plan passant par l'axe (fig. 265) ; soit r le rayon du tube, qui est en même temps le rayon àu petit cercle de la sphére dont le ménisque fait partie et soit A le rayon de cette sphére.

Où a évidemment

{ = 0P — OP" avec 0P = NH, OP = rsinu et B = revus w'.

En substituant ces valeurs, il vient

Construction des lables. — Si l'on admet que le ménisque soit cireulai dépression moyenne hk est liée à la fléche et à la tension superficielle $

l'équation ge Dir+f" À Gi;

On peut donc, en admettant une valeur constante de S,, construire une indiquant pour chaque valeur du rayon r les dépressions correspondante diverses valeurs possibles de la flèche f.

Cette table conviendra en général pour un baromètre quelconque, parce s'ilest vrai que l'angle »' varie besucoup d'un mercure à l'autre (de 38° à en revanche la tension $, varie très peu (à peine de 3 de sa valeur).

lit. — PHÉNOMÈNES CAPILLAIRES DIVENS, — APPLICATIONS,

264. Longueur de la colonne liquide suspendue dans un tube ouvert. — qu'on plonge un tube capillaire dans un liquide qui le mouille (fig. 266, 1),

(y (LI qi)

ci s'élève jusqu'à une hauteur à déterminée par La loi dé Jurin, et it se tel par un ménisque concuve, Cette hauteur k est telle, qu'elle fait équilihn composante normale N de la tension superficielle, déterminée par le cou du ménisque.

Si l'an retire avec précaution le tube du liquide, non seulement on em avec lui la colonne liquide soulevée, mais celle-ci est plus grande que di cas précédent : elle peut être double, c'esh-dire égale à Eh, ST cities Wa du tube est taillé en bisenu,

Le sn 6 ani ds a Fes de étant iden-

‘est terminé 2e Ge on pans 1 au diamètre extérieur du

e dans le cas du bi Ce ménique est ts

ne Bible que danse us précédent: elle ue inférieur, joint À

our soutenir la colonne A+ h'. Si le méspparrelt équillkrer une pression h. C'est ce qui

lune circonférence 9’ 0° qui est

ainsi à l'orifice de divers tubes proportionnels aux diamètres

r l'expérience que :

| indépendants de lu substance solide qui forme

par le 1 \ iquide).

2 hasere gs vqé sie de la

520 CCAPIBLARITÉ.

des effets de la tension superficielle et rentrent dns la catégorie des phérotuènes capillaires, Tels sont les faits suivants.

Insectes marchant sur l'en. — L'expérience précédente explique la faculté que possédent certains insectes! de mareber sur l'eau sans s'y en foncer, malgré leur plus grande densité. Ils sont dans le méme cas quel'afguille d'acier graissée, parce que leurs pattes sont w d'une sécrétion huileuse, Il suffit on effet de dissoudre cette couche grasse, ef lavant ces pattes à l'éther, pour enlever à ces animaux leur faculté de marcher sur l'eau,

207. Mouvement des gouttes dans les tubes capillaires coniques. — Il y a deux cas à considérer, suivant que le liquide mouille ou ne mouille pas In substanes

du tube.

{I tt) 1° On introduit une goutte

d'eau dans un tube eapil-

4 laire en verre, de forme co

nique et disposé horizons

lement (fig. 269, 1. La goutte

s'étale en formant à ses

Fig. 269. nisques concaves, inégale-

ment courbes; la plus

grande courbure est tournée vers le bout étroit du tube et la plus petite cour-

hure vers le hout large; de plus, au lieu de se rer dans la position où on l'a ruise, elle se meut spontanément vers le bout étroit du tube.

2 On introduit une goutte de mercure bien propre dans le même tube où dans un tube analogue (fig. 269, Il). On voit se produire le phénomène énverse. La goutte se termine par deux ménisque eonvexes, et s'avanre vers le bout large du tube, ' en

Ces deux faits sont des effets très simples dé 11 tension superficielle. Dans le

premier ens, chaque point du mén À, le centre en particulier, est sollieité pere de a sospbérique H, Ans de ln composante normale N de la

1. On peut citer les insectes à longues pattes appelés lisserands. —

PHÉNOMÈNES DIVERS. sai

tension. En suppastat que le mdnisque soit hémisphérique, ot en appelant M Le ago das Lilo ep cé pitt, oi a

me D 28 N=$S = * " 7 28 la force qui presse le ménisque en À est done (par unité de surface) H — PE S De mème, ln force qui pousse le ménisque en Best H — Z. Le réeuliunte de ces deux flore x 1 ez Fe: )- Un voit qu'elle est parsifiee, pri est HN : par conséquent, la goutlé sur pnssée vers ln partie étroite du Dans de deuxidme cas, les dieu is én À ét en Îi sont 25 28 WE + TT ln + E Leur dit: € S [= — =) : cle est négatere, Done la pression s'exerei

de B vers A : la goutte sera poussée vers la partie large.

3%. Attractions et répulsions des corps flottants. - La méme explication sapplique aux mouvements d'attraction ou de répulsion qu'on observe entre certains corps légers qui flottent à la surface de liquides qui les mouillent vu se les mouillent pas.

Deux balles de liège flottant sur l'eau s'attirent brusquement dés qu'elles arrivent dans le voisinage l'une de l'autre. On remarque en outre que le liquide les inouille et monte plus haut entre elles qu'à l'extérieur (fig. 270, D) : de là l'explication de l'attraction, comme dans l'expérience précédente.

(T bis) in)

nu

Fig. 270.

Deux balles de liège, passées au noir de fumée où bien graissées, flottant sur l'eau ifig. 270, L bis), s'attirent de mème lorsqu'elles sont suffisamment rapprochées. On remarque en outre que le liquide ne mouille pas les balles et qu'il s'abaisse plus entre les deux corps qu'à l'extérieur : de là l'explication de l'attraction.

Entüin, deux balles de liège, Fune noireie et l'autre non noircie, flottant sur l'eau, se repoussent brusquement (fig. 270, 1 dés qu'elles arrivent dans le voisinage l'une de l'autre; et l'on remarque que le liquide s'abaisse le long de Ta pretmière balle plus à l'ertérienr qu'à l'interieur, et qu'il s'élève de méme te long de la deuxième balle plus à l'ectérienr qu'à l'intérieur.

Rewauque. — On explique de la méme manière les attractions ou les vépulsions erercées sur les corps flottants, Soil par Les bords des vases, soil par

GINOT-MANEUVRIER. ) \

d'autres objets immergés dans le liquide, suivant ' OU DE

ion pas deu co en pre, où in qu moule ne mouille d

pas l'autre. a ps à) 269. de M — Phénomènes — Parcs

les ch er dus “ax ele de Ne la en pt ue

très curieuse expérience dépose sur une soucoupe

large goutte à aereri et, An nr ge due couche d'en, SI

et additionnée de bichrormate de potasse; pa <> sur “Te bord de la soucoupe cm fixe un fil de fer, qui pénètre dans l'eau acidulée et vient toucher la surf" extérieure du mercure. Dés qu'il y # contact, la goutte se contracte et

donne le fer, puis elle reprend sa forme initiale, touche de nouveau le fer, ss

se contracte de nouveau : le même mouvement alternatif se continue ri |

ment.

lci le phénomène capillaire proprement dit se complique d'un raser" intervenir ces trois

chimique et d'un phénomène électrique, IL faut faire pour expliquer le mouvement. Au contact de l'eau acidulée, Spb gl 4 sa tension superficielle diminue et la goutte Man à : c'est alors qu'el£e touche le fil de fer. I se forme alors entre le mercure, l'eau acidulée et le Cet un couple voltaique, dont le courant réduit l'oxyde de mercure, et rend à #4 surface sa netteté primitive ainsi que sa tension superficielle normale, et Æst goutte s'arrondit de nouveau en se contractant; puis l'oxyde se reforme, Ba tension superficielle diminue, la goutte s'aplatit le nouveau, et ainsi de suite Ce phénomène capillaire, dans lequel intervient l'électricité, est le type d'une catégorie de phénoménes extrêmement curieux, Lesgt ns le ler A mènes électrocapillaires. M. Lipprmann est parvenu à complexité de ces phénomènes, et à découvrir la loi qui lie a lou Ecrins LE potentiel) d'une surface à la valeur de sa tension Topericiele. 1 a costa cette loi à lu construction de son électromètre capillaire, l'un des instruments les nn ingénieux ” les plus précis de la physique !. de la capillarité aux aréomètres. — Tous les aréométres sont munis de tiges capillaires et sont plongés dans dés liquides qui les mouillent, 11 doit en résulter nécessairement des attractions qui fuussent l'équilibre, tel que nous l'avions établi précédemment en ne tenant comple que des pressions ou des poussées hydrostatiques. 1° Erreurs dues à la capillarité, — Un aréomètre ag te plongé dans un liquide qui le mouille (fig, 274), celui-ci s'élève en ménisque concave Lout autour de sa tige, et exerce sur toute la circonférence de raccordement un effet de traction, dû à lai tension superficielle. Celte traction s'ajoute donc au poids de l'instrument, pour l'enfoncer un peu plus que ne l'indique l'équation d'équilibre hydro stulique, On a calculé, par exemple*, que, pour un densimnêtre pesant 27,220 g, et plongé dans de l'eau ordinaire, r l'accroissement de poids, dû à la tension superficielle, est égal à 0,25 g (environ = CT du poids total), et qu'il en Fig. 271. résulte un excès d'immersion de 3 mm > par suite, si la tension superficielle du liquide disparaissait, l'instrument

remonterait de 3 mm.

Dans un autre liquide, où la tension superficielle serait de 15 seule-

£ 1. Nous en donnons la descriplion plus lois, dans le chapitre consaeré à 2 M. Duclaux, Journal de physique (SR).

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