Mesurer la taille d'une molécule de savon (Expériences bibliques sur la tension de surface #2)

Et voilà, encore une fois, Noël est passé comme un photon solaire : bien trop vite et en ignorant la moitié de la planète. Mais que cela ne m'empêche pas de vous adresser mes meilleurs vœux ! Comme annoncé dans l'ancien testament, voici venir l'épisode 2 des expériences bibliques sur la tension de surface, consacré aux tensio-actifs. Au menu : expériences faciles et mesure de la taille d'une molécule de savon, livrées avec leurs bonus bibliques. Si vous avez des lacunes en hébreu, en écritures saintes et que le terme tension de surface ne vous dit rien, je vous laisse réviser les grands principes dans l'épisode précédent.

Previously, in desperate liquids :

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Expériences bibliques sur la tension de surface #1

C'est bientôt l'hiver, le jour dure trois heures et les sanglots longs des violons de l'automne blessent votre cœur d'une langueur monotone. En sortant de la douche, vos cheveux restent collés et vous donnent l'air d'un cadavre de loutre. Un peu plus tard, vous nettoyez rapidement le café renversé avec une feuille de sopalin. A la radio, l’élection de Sarkozy à la tête de l'UMP est confirmée. La journée commence mal.. Mais ne vous suicidez pas tout de suite, car dans chacune de ces situations, vous avez observé un phénomène physique vital : la tension de surface. Vie de grâce ! Je vous propose aujourd'hui de comprendre comment fonctionne la tension de surface, avec un petit article plein d'expériences. En bonus : un instant biblique par paragraphe, pour allier spiritualité et travaux pratiques.

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Pourquoi les gouttes sont-elles sphériques ? Molécules, manchots et tension superficielle

L'astronaute Leroy Chiao et une bulle d'eau, NASA

Aujourd'hui, je vais essayer d'expliquer pourquoi les gouttes d'eau sont sphériques en parlant de tension superficielle et de manchots. On parlera aussi de la forme des gouttes de pluie et de leur déformation pendant la chute. Pour commencer, et si vous n'avez jamais vu un liquide en apesanteur, regardez tout d'abord la vidéo ci-dessous : une jolie expérience réalisée à bord de l'ISS. Je pars du principe que vous savez déjà à quoi ressemble un manchot :)

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La physique des gouttes de pluie et la répartition des richesses

Gouttes de pluie sur une vitre. Crédits : K.Madjer

Si vous avez passé les trois derniers mois à Paris, vous avez malheureusement eu l'occasion de voir la pluie s'abattre sur une fenêtre. Au lieu de vous morfondre, profitez-en pour méditer sur la marche du monde, le système oligarchique et les douze travaux d’Astérix. Pour cela, commencez par examiner ce qui se passe à la surface de la vitre.

Celle-ci se couvre graduellement de gouttes d'eau de taille variable. Les plus dodues coulent le long de la surface de verre sous l'effet de leur propre poids. Si elles rencontrent d'autres gouttes sur le chemin, elles fusionnent et la nouvelle goutte poursuit sa descente en laissant une trace mouillée sur la vitre. Si une goutte tombe sur cette trace, elle coulera plus facilement vers le bas. Quant aux petites gouttes, elles restent à l'endroit du point d'impact (sauf si elles tombent sur une trace mouillée) car la force de tension de surface compense le poids. De façon générale, les gouttes ont tendance à se réunir pour diminuer leur surface d'exposition et atteindre un minimum d'énergie : c'est ce qu'on appelle la coalescence. Ces mécanismes sont visibles dans la vidéo ci-dessous :

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Le radeau hydrophobe des fourmis

Devinette blasphématoire : quelle est la différence entre Jésus et un halobate?

La tension de surface soutient le trombone

Les liquides en apesanteur prennent une forme sphérique

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