Sur la tension superficielle des liquides

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Submitted on 1 Jan 1873

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Sur la tension superficielle des liquides

J. Moutier

To cite this version:

J. Moutier. Sur la tension superficielle des liquides. J. Phys. Theor. Appl., 1873, 2 (1), pp.27-29.

�10.1051/jphystap:01873002002701�. �jpa-00236857�

27 La

figure ci-jointe, indiquant

^{les courbes relatives à}

quelques liquides

types, peut ^{donner une idée}

générale

^du

phénomène :

les abscisses

représentent

^les temps ; ^{les ordonnées} les hauteurs en

millimètres.

La courbe I est relative à l’eau

distillée;

^la courbe 2,

qui

^{est in-}

complète, figure

^{celle de la} potasse ^en dissolution concentrée : le

liquide

^{ne cesse de monter}

qu’après

^{r 5 os et arrive à une hauteur}

de I 1 2mm; ^{la courbe 3 est celle de l’acide}

chlorhydrique;

^{la courbe 4}

celle de l’acide

sulfurique

^{pur : le}

liquide

^s’élève

jusqu’à 57mm, 7

^et

atteint cette hauteur

après ^160s;

^enfin la courbe 5 donne la loi d’ascension de l’alcool

anhydre.

SUR LA TENSION SUPERFICIELLE DES LIQUIDES;

PAR M. J. MOUTIER.

(Réponse ^{à M. van der} Mensbrugghe.)

Dans un article

précédent (t. I,

p.

98), j’ai donné, d’après

^la

théorie de

Gauss,

^une

explication

^{de deux}

expériences remarquables,

l’une d’Athanase

Dupré,

^{l’autre de M. van der}

Nlcnsbrugghe,

^dans

lesquelles

^{on a vu une} preuve directe ^de la tension

superficielle

^des

liquides.

^{M. van der}

Mensbrugghe, professeur

^à l’Université de

Gand,

^{auteur de travaux estimés sur la tension}

superficielle

^des

liquides,

^a

publié (t. I,

p.

3ai)

à la suite de ^cet article des observa- tions

empreintes

d’une bienveillance dont

je

^{tiens à le remercier}

particulièrement;

^mais

l’importance

^{du débat soulevé est}

telle,

^au

point

^{de vue de} l’étude des forces

moléculaires,

que

je

^{demande la}

permission

de revenir sur le

point

^en

litige

^{et de}

développer

^ma

pensée.

La

question

^est celle-ci : Pour

expliquer

^les

phénomènes capil- laires,

^des

physiciens distingués

^{ont considéré les}

liquides

^comme

enveloppés

^{par une sorte} de membrane

élastique,

douée d’une ten-

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:01873002002701

28

sion

superficielle,

dont ils admettaient t’existence soit 11

priori,

^soit

à la suite

d’expériences; j’en

^{ai cité} deux. Cette

opinion

^est-elle

légitime?

Si l’on demande à

l’expérience

^la preuve de l’existence de la ten-

sion

superficielle

^des

liquides,

^une conclusion de ce genre ^nie semble

perdre beaucoup

^{de sa}

valeur,

^{du moment où les}

expériences

^sont

susceptibles

^d’une tout autre

interprétation.

^{Mais en admettant}

même ces conclusions déduites

d’expériences particulières, quel

que soit leur

intérêt,

^il y ^a lieu de se demander si la théorie de la tension

superficielle

^{permet de rendre} compte ^des

phénomènes capillaires

en

général.

Pour résoudre cette

question,

^un moyen ^se

présente

naturellement : il suffit de considérer toutes les forces

qui agissent

sur le

liquide

^{et de} rechercher si l’ensemble de toutes ces forces

est

capable

^de

représenter

^{les effets} attribués à la tension super- ficielle.

C’est ce que ^nous

apprend précisément

^{la théorie} de Gauss. Si l’on tient compte ^{de toutes} les forces

qui proviennent

^{soit du}

liquide,

^{soit de la}

paroi solide, l’analyse

^{de Gauss nous montre} _que

pour ^tout

changement

^{de forme du}

liquide

^{la somme des travaux}

virtuels de ^toutes les forces ^est la variation totale d’une fonction

il, laquelle

^pour

l’équilibre

^{doit ètre un maximum.} Cette fonction Si

a pour valeur

L’étude de cette fonction fl conduit

immédiatement,

^{comme on}

le

sait,

^{à la valeur de}

l’angle

^de

raccordement,

^à

l’équation

^{de la}

surface

capillaire,

^à

l’expression

^{du volume}

liquide

^{soulevé dans un}

tube et à

l’explication

^des

expériences

^citées

plus haut,

^sans

qu’il

soit nécessaire de faire intervenir la notion de tension

superficielle,.

Cette dernière

hypothèse

^est-elle

compatible

^avec la théorie de Gauss P

Si l’on suppose ^une modification de la forme du

liquide, qui

^n’al-

tère _pas le volume et

s’accomplisse

^{à une}

température invariable,

la

fonction y (0)

^{conserve alors une valeur} constante, la ^variation de fi porte

uniquement

^{sur la}

parenthèse, qui

^se compose de trois

parties.

( 1 ) La signification des divers termes qui composen ^{Q a} été indiquée (t. I, p. 99).

29 La

quantité gpa2 représente

^une force par unité de

longueur;

appelons-la, je

^{le veux}

^bien,

^tension

superficielle

^du

liquide

^et

repré-

sentons-la _{par F. La}

quantité g p ( a2

²

B2)

^est

également

^{une force}

par

^{unité de}

longueur; représentons-la

par

F", quel

que soit le ^terme que l’on veuille

cmployer

^{pour la}

désigner. Représentons

^de

plus

par dm la ^masse

élémentaire g p dv. L’expression

doit être un minimum. Telle est la conclusion de la théorie de Gauss.

Mais alors la tension

superficielle n’apparaît

pas ^{comme une}

hypothèse à priori

^{ou comme un résultat}

d’expériences,

^{mais comme}

une

interprétation

^de la théorie de Gauss. Cette

interprétation

^n’est

nullement nécessaire ; ^{si l’on trouve}

cependant

^commode d’introduire dans le

langage

^{le terme} de tension

superficielle, je

^suis

parfaite-

ment

disposé

^à

l’accepter,

^mais

je

^ne

puis

voir dans la tension

superficielle

^des

liquides qu’une interprétation

^{des résultats}

géné-

raux de la théorie de Gauss.

Si la théorie de Gauss ^a été peu

remarquée

^des

physiciens,

^mal-

gré

^les

simplifications importantes

^et les additions

apportées

par M.

Bertrand,

^{cela tient}

peut-être

^{à ce} que les résultats ^les

plus remarquables

^{et les}

plus

immédiats avaient

déjà

été obtenus par

Laplace

^{d’une autre} manière. Mais cette théorie peut aussi fournir

l’expli cation

^d’un

grand

^{nombre de}

phénomènes.

^Si

je

^{me suis atta-}

ché

précédemment

^{aux faits}

signalés

par Ath.

Dupré

^{et M. van der}

Mensbrugghe,

c’est que

je

^{considère ces}

expériences

^{comme les}

plus

intéressantes dans l’histoire de la tension

superficielle

^des

liquides.

GILBERTO GOVI. 2014 Di nuove fiamme sensibili ^e della sensibilità acustica nei getti gassosi ^freddi (Sur de nouvelles flammes sensibles et sur la sensibilité acoustique

des jets de gaz froids); Atti della reale Accademia delle Scienze di Torino, ^{I3 février}

et I3 mars I870.

Il a été

question,

^{dans le dernier numéro du Journal de}

Physique,

d’un nouveau

système

^{de flammes}

chantantes, expérimenté

par