La tension superficielle

Qu'est ce que la tension superficielle ?

La tension superficielle est un phénomène lié aux interactions entre les molécules d'un liquide.

Comme nous l’avons expliqué, les molécules d’eau sont dipolaires, elles subissent donc des forces d’attraction et de répulsion entre elles.

A la surface de contact entre l’eau et l’air, les molécules d'eau ne peuvent se lier avec les molécules d'air.

De plus, en effectuant des liaisons, les molécules perdent de l’énergie.

A la surface de l'eau, ne pouvant réaliser ces liaisons, les molécules possèdent alors une énergie plus importante, créant ainsi une fine pellicule à la surface de l'eau :

c’est la tension superficielle.

Une eau de 20 degrés possède une tension superficielle moyenne de 72*10^-3N/m, mesurée avec un tensiomètre.

Notre expérience :

Pour démontrer le phénomène de tension superficielle nous avons réalisé une expérience avec une aiguille.

Nous avons eu besoin d’un cristallisoir, d’une aiguille et de ouate.

Lorsque nous avons déposé l’aiguille à la surface de l’eau, cette dernière a coulé.

Nous avons de nouveau réalisé l’expérience, mais cette fois-ci, en déposant de la ouate sur l’eau puis l’aiguille.

Nous avons alors remarqué que cette dernière flotte après que la ouate ait coulé.

Autres expériences

Nous avons réalisé des expériences similaires, mais cette fois avec notre prototype.

Nous avons lu que la tension superficielle pouvait être modifiée en fonction de la composition de l’eau.

Nous avons donc fait le test en ajoutant une eau savonneuse dans le milieu du gerris. Ce dernier coule !

En effet, l’ajout de savon détruit la fine pellicule qu’est la tension superficielle.

La valeur de la tension superficielle du liquide ainsi obtenue est de 25*10^-3N/m^-1, ce qui est presque 3 fois inférieur à celle de l'eau.

Il faut d’abord savoir que le savon est un tensioactif (qui agit sur la tension).

Il est constitué de molécules qui possèdent une partie lipophile/hydrophobe (qui retient les matières grasses et repousse l’eau) et une autre hydrophile.

Lorsque l’on mélange le savon avec l’eau, les têtes hydrophobes des molécules cherchent à ne pas être en contact avec l’eau.

Une partie se place donc à l’interface entre eau et air, les autres se regroupent avec les têtes hydrophobes au centre pour ne pas être en contact avec l’eau et forment des micelles.