qu’est-ce que l’action capillaire et comment est-elle affectée par la gravité? Ariel & Michal

L’action capillaire (ou capillarité) décrit la capacité d’un liquide à s’écouler contre la gravité dans un espace étroit tel qu’un tube mince.

cette montée spontanée d’un liquide est le résultat de deux forces opposées:

cohésion – les forces d’attraction entre des molécules ou des atomes similaires, dans notre cas les molécules ou les atomes du liquide., L’eau, par exemple, est caractérisée par une forte cohésion puisque chaque molécule d’eau peut former quatre liaisons hydrogène avec les molécules voisines.

adhérence – les forces d’attraction entre molécules ou atomes dissemblables, dans notre cas la zone de contact entre les particules du liquide et les particules formant le tube.

La capillarité le liquide est très élevée lorsque l’adhérence est supérieure à la cohésion, et vice versa., Par conséquent, la connaissance du liquide n’est pas suffisante pour déterminer quand une action capillaire se produira, car nous devons également connaître la composition chimique du tube. Ces deux, ainsi que la surface de contact (le diamètre du tube), constituent les variables clés. Par exemple, l’eau dans un tube de verre mince a de fortes forces adhésives dues aux liaisons hydrogène qui se forment entre les molécules d’eau et les atomes d’oxygène dans la paroi du tube (verre = silice = SiO2). En revanche, le mercure est caractérisé par une cohésion plus forte, et donc sa capillarité est beaucoup plus faible.,

La hauteur (h) d’un liquide à l’intérieur d’un tube est donné par la formule suivante:

Donc ce qui se passe ici?

dans le cas où les forces d’adhérence sont supérieures à celles de cohésion et de gravité (quand elle existe), les molécules du liquide s’accrochent à la paroi du tube. On remarquera que la surface supérieure du liquide devient concave (la hauteur du liquide à la surface de contact est plus grande que sa hauteur au centre du tube)., Les forces de cohésion entre les molécules du liquide « tentent » de réduire la tension superficielle (c’est-à-dire d’aplatir la surface supérieure du liquide et d’empêcher ainsi l’augmentation de la surface à l’état concave). Ce faisant, les molécules continuent à grimper jusqu’à ce qu’un état stable entre cohésion et adhérence soit atteint (avec ou sans la composante gravitaire).

cela explique également pourquoi ce phénomène se produit exclusivement dans des tubes minces (également en l’absence de gravité)., Dans les vaisseaux plus larges, seule une petite fraction du liquide entre en contact avec les parois des vaisseaux, et les forces adhésives sont donc négligeables et il n’y a pratiquement pas de montée du liquide.

de nombreux phénomènes quotidiens sont le résultat d’une action capillaire, notamment:

et enfin une anecdote intéressante:

saviez-vous que le premier article scientifique publié par Albert Einstein traite de l’action capillaire? Publié en allemand en 1901, il s’intitule Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen (« conclusions tirées des phénomènes de capillarité »).,

a Adopté à partir de Wikipedia