Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
T

Tennyson (Alfred) (suite)

Par-delà la vétusté, la pompe de celui que pourtant T. S. Eliot considérait comme un grand poète, par-delà les très réelles recherches de forme, la majesté du rythme et le lyrisme du vers, Tennyson demeure un esprit qui cherche dans l’inquiétude et qui lutte contre un courant plus que jamais d’actualité. Il s’attaque au matérialisme, à la sensualité non maîtrisée, à la perte de la foi. Il s’attaque à tout ce qui accule l’être humain à un désespoir ne lui laissant d’autre issue que la violence. Sous toutes ses formes. Y compris la guerre.

D. S.-F.

 J. Richardson, The Pre-Eminent Victorian, a Study of Tennyson (Londres, 1962). / W. R. Brashear, The Living Will, a Study of Tennyson and Nineteenth Century Subjectivism (Mouton, 1969). / The Poems of Tennyson (Londres, 1969).

tension superficielle

Grandeur numériquement égale à la force qu’il faut supposer appliquée à l’unité de longueur pour provoquer l’extension de la surface d’un liquide en équilibre.



Introduction

Au contraire d’un gaz, un liquide ne peut occuper tout l’espace qui lui est offert et présente ainsi une surface libre. Les molécules qui le constituent n’en sont pas moins soumises à des forces de cohésion, qui sont des forces d’attraction moléculaire. Cette attraction décroît très rapidement avec la distance et devient négligeable au-delà d’une distance appelée rayon d’action moléculaire.

Considérons, à l’intérieur d’un liquide, deux molécules M1 et M2 dont l’une, M2, est située à une distance de la surface libre inférieure au rayon d’action moléculaire ra (fig. 1). Seules les molécules intérieures à une sphère de rayon ra auront une action sur les deux molécules considérées. La molécule M1 est également attirée dans toutes les directions par les molécules environnantes. Pour la molécule M2, l’action de la calotte sphérique C de gaz n’équilibre pas l’action de la calotte C′ de liquide, symétrique de C par rapport à M2 ; la résultante F des forces de cohésion est dirigée vers le bas. Il faudra donc dépenser un certain travail pour amener des molécules de l’intérieur du liquide sur sa surface libre ou, ce qui revient au même, augmenter l’aire de cette surface ; d’où les notions liées d’énergie superficielle et de tension superficielle.

Imaginons alors une coupure rectiligne sur la surface libre d’un liquide (fig. 2). La force de surface F qui agit sur la longueur l de cette coupure est dans le plan de la surface libre, dirigée vers l’extérieur de la surface isolée et proportionnelle à l :
F = γ · l.

Si nous déplaçons le contour D de cette coupure de la longueur dx de manière à augmenter l’aire de la surface libre de ds = l · dx, nous fournissons un travail dW = F · dx qui peut s’écrire :
dW = γ · ds.
Puisqu’il faut fournir un travail pour déformer la surface libre d’un liquide, tout liquide a donc une énergie potentielle superficielle, et cette énergie est proportionnelle à l’aire de la surface libre.

Comme d’autre part l’état d’équilibre d’un système correspond au minimum de son énergie potentielle, l’aire de la surface libre d’un liquide tendra à être minimale, ce qui explique la forme sphérique des gouttes d’eau : pour un volume donné de matière, l’aire de la surface délimitant ce volume est minimale lorsque cette surface est sphérique.

Le coefficient de proportionnalité γ est appelé tension superficielle ; γ dépend de la nature du liquide et du gaz en contact avec lui ainsi que de la température.


Interface entre deux fluides

Lorsque deux liquides sont en contact le long d’une surface plane, il est possible de mettre en évidence une énergie interfaciale, et l’affinité de deux liquides l’un pour l’autre ou leur adhérence est d’autant plus grande que leur énergie interfaciale est plus petite. À la limite, l’affinité sera telle que les deux liquides seront solubles, supprimant ainsi l’interface (interpénétration des deux liquides par augmentation brutale de l’aire de l’interface). Ainsi en est-il de l’alcool, qui se mélange spontanément à l’eau.

Si l’affinité entre deux liquides est moyenne, l’un s’étale sur l’autre en une couche dont l’épaisseur peut atteindre celle des molécules. Ces monocouches ont plus d’une application : les navigateurs savent de longue date que l’épandage d’huile sur la mer diminue l’énergie des vagues lors d’une tempête et, tout récemment, on a réduit l’évaporation de l’eau dans les bassins en recouvrant la surface libre d’une monocouche non toxique.

L’interface n’est pas toujours plane (goutte d’eau). Le problème se complique alors, car à la discontinuité de matière correspondant à l’interface s’ajoute une discontinuité de pression. Laplace a démontré que la différence de pression de part et d’autre de l’interface avait pour expression :

R et R′ étant les rayons de courbure principaux au point considéré de l’interface. Ainsi, pour une bulle de vapeur à l’intérieur d’une masse d’eau en ébullition, l’interface étant sphérique, R = R′ et la différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur de la bulle s’exprime par


Interface entre un solide et un liquide

Si nous versons une goutte d’un liquide L sur une surface solide S parfaitement plane (fig. 3), cette goutte ne s’étend en général pas complètement sur la surface, mais fait un angle θ avec le solide. La condition d’équilibre de la goutte peut s’écrire en considérant la résultante des forces appliquées à l’unité de longueur de la trace de la goutte sur le plan :
γSG = γSL + γLG cos θ,
γSL représentant en particulier l’énergie interfaciale du liquide L en contact avec le solide S.
— Si θ est compris entre 0 et 90°, on dit que le liquide mouille le solide (cas de l’eau en contact avec du verre).
— Si θ est compris entre 90° et 180°, le liquide ne mouille pas le solide (le mercure en contact avec du verre donne un angle θ sensiblement égal à 130°).