TENSION SUPERFICIELLE

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

(la tension superficielle est une énergie potentielle de surface ou énergie surfacique)

Synonyme: Tension interfaciale

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

Unité S.I.+ : J/m² ou N/m

C’est en fait l’énergie interne des molécules d’un fluide, qui s’exprime:

–soit envers des molécules voisines (et s’annule par compensation)

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

–soit envers l’atmosphère si le vase est ouvert (et elle est fonction de la surface d’interface)

 

TENSION SUPERFICIELLE

W’_t = 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’_t = F_p / K_z.l

avec W’_t(N/m)= tension superficielle d’un liquide

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

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

K_z(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 2

fluides

 Δp(Pa)= variation de pression en un point de l’interface

l₁ et 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, donnée 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(..)–

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’_t varie avec la température (# 2% pour 10 degrés)