TENSION SUPERFICIELLE

-tension superficielle

Contrairement à la notion dite "tension" en mécanique - qui est une force -le mot tension ici implique une énergie

 

Synonyme: Tension interfaciale

Equation aux dimensions : M.T-2        Symbole de désignation : W’t       

Unité S.I.+ : J/m² ou N/m

La tension superficielle est en fait l’énergie interne d'une surface moléculaire d'un fluide, s’exprimant:

--soit envers des molécules voisines (et s’annulant par réaction compensatrice)

--soit envers les parois (et compensée par la réaction desdites parois)

--soit envers l’atmosphère si c'est un vase ouvert (et elle est fonction de la surface interfaciale)

 

DEFINITION

W'= dE / dS

où W't(J/m²)= tension superficielle sur une surface S(m²) d’un fluide en interface avec un milieu extérieur ambiant

dE(J)= énergie nécessaire pour augmenter S de dS(m²)

 

LOI de TATE

W'= F/ Kz.l

avec W't(N/m)= tension superficielle d'un liquide

Fp(N)= poids d’une goutte de liquide passant par un orifice (Fp = m.g)

m(kg)= masse de la goutte de liquide et g (m/s²) = pesanteur

Kz(valeur ~ 4)= constante capillaire tenant compte de la matière où se déroule le phénomène

l(m)= rayon de l’orifice d’écoulement

 

LOI de LAPLACE

 Δp = W't(1/ l1+ 1/ l2)

où W't(N/m)= tension superficielle sur la surface (non plane) de séparation entre 2fluides

 Δp(Pa)= variation de pression en un point de linterface

l1et l2(m)= rayons des cercles osculateurs perpendiculaires contenant la normale à la surface

 

VALEURS COURANTES des TENSIONS SUPERFICIELLES

(sont notés >> le type d’interface et la valeur, en N/m)

solide / vide(10-1)--solide / gaz(8.10-2)--solide métal /sa propre vapeur(1)--

solide / liquide(2.10-2) comme par exemple glace / eau(100)--

liquide / gaz(10-1 à -2) tels par exemple les solutions de sels usuels avec l’air

(1 à 3.10-1)--mercure / air(5.10-1)--alcool / air( 2.10-2)--hydrocarbures / air(1 à 5.10-2)--huile / air(3.10-2) --eau / air(7,3.10-2)--eau / vapeur d’eau(8.10-1)

Nota >> W’tvarie avec la température (~ 2% pour 10 degrés)

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