Différence clé - Tension superficielle vs action capillaire
La tension superficielle et l'action capillaire sont des propriétés physiques des substances liquides. Ce sont des propriétés macroscopiques des liquides. le différence clé entre la tension superficielle et l'action capillaire est que, la tension superficielle est mesurée comme la force appliquée sur une certaine longueur de liquide donnée par l'unité N / m (Newton par mètre) tandis que l'action capillaire est mesurée comme la hauteur de la colonne de liquide qui est tirée vers le haut, contre la gravité donnée par l'unité m (mètre).
Qu'est-ce que la tension superficielle ?
La tension superficielle est un phénomène dans lequel la surface d'un liquide, là où le liquide est en contact avec le gaz, agit comme une fine feuille élastique. Le terme tension superficielle est utilisé uniquement lorsque le liquide est en contact avec un gaz (ex: lorsqu'il est ouvert à l'atmosphère normale). Le terme "tension d'interface" est utilisé pour la couche entre deux liquides.
Les attractions entre différentes espèces chimiques provoquent l'union des molécules liquides. Les molécules de liquide à la surface du liquide sont attirées par les molécules au milieu du liquide. C'est une forme de cohésion. Mais l'attraction entre les molécules liquides et les molécules d'air (ou les forces adhésives) est négligeable. Par conséquent, cette couche superficielle de molécules liquides agit comme une membrane élastique. La couche superficielle des molécules liquides est sous tension car il n'y a pas assez de forces d'attraction pour équilibrer les forces de cohésion qui agissent sur elles, c'est pourquoi cette condition est appelée tension superficielle.
Figure 01: Les forces d'attraction sur les molécules liquides à la surface du liquide
Formule de calcul de la tension superficielle
Tension superficielle (γ)=F/d
Ici, F est la force de surface et d est la longueur sur laquelle agit la force de surface. Par conséquent, la mesure de la tension superficielle est donnée par l'unité N/m (Newton par mètre). C'est l'unité SI pour la mesure de la tension superficielle.
Qu'est-ce que l'action capillaire ?
L'action capillaire est la capacité d'un liquide à s'écouler dans des espaces étroits sans l'aide ou en opposition à des forces extérieures telles que la gravité. Il peut être observé sous forme de liquide aspirant à travers un tube capillaire vers le haut.
L'action capillaire se produit en raison des forces intermoléculaires entre les molécules liquides et la surface du tube capillaire. Par conséquent, cela se produit en raison des forces d'adhérence. Lorsque le diamètre du tube est suffisamment petit, le liquide monte à travers le tube en raison à la fois des forces adhésives et cohésives. Les forces de cohésion (forces d'attraction entre molécules similaires) provoquent l'attraction des molécules vers le haut.
Lorsqu'un tube capillaire est placé dans un liquide, un ménisque se forme au bord du tube. Ensuite, en raison des forces d'adhérence entre les molécules de liquide et la paroi du tube, le liquide est tiré vers le haut jusqu'à ce que la force gravitationnelle agissant sur cette quantité de liquide soit suffisante pour vaincre la force d'adhérence. Ensuite, les molécules liquides sont tirées vers le haut en raison de la cohésion.
Figure 02: Action capillaire – un modèle
L'action capillaire est courante chez les plantes. Les vaisseaux Xylem sont des tubes capillaires qui peuvent aspirer de l'eau avec des nutriments dissous vers le haut. Cela répond aux besoins en eau et en nutriments des branches et des feuilles des grandes plantes.
Quelle est la relation entre la tension superficielle et l'action capillaire ?
L'action capillaire crée une colonne de liquide dans un tube capillaire. La hauteur de la colonne de liquide peut être déterminée par l'équation ci-dessous.
Formule de calcul de la hauteur de la colonne de liquide
h=2γcosθ / ρgr
Dans ce cas,
- h est la hauteur de la colonne de liquide,
- γ est la tension superficielle du liquide (l'unité est N/m),
- θ est l'angle de contact entre le liquide et la paroi du tube,
- ρ est la masse volumique du liquide, g est l'accélération due à la gravité (l'unité est Kg/m3),
- r est le rayon du tube (m).
Quelle est la différence entre la tension superficielle et l'action capillaire ?
Tension superficielle vs action capillaire |
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| La tension superficielle est un phénomène dans lequel la surface d'un liquide, là où le liquide est en contact avec le gaz, agit comme une fine feuille élastique. | L'action capillaire est la capacité d'un liquide à s'écouler dans des espaces étroits sans l'aide ou même en opposition à des forces extérieures comme la gravité. |
| Théorie | |
| La tension superficielle est la force à la surface d'un liquide exposé à l'air. | L'action capillaire est l'écoulement d'un liquide contre une force extérieure sans aucune aide. |
| Mesure | |
| La tension superficielle est mesurée comme la force appliquée à une certaine longueur de liquide donnée par l'unité N/m (Newton par mètre). | L'action capillaire est mesurée comme la hauteur de la colonne de liquide qui est aspirée vers le haut, par rapport à la gravité donnée par l'unité m (mètre). |
Résumé - Tension superficielle vs action capillaire
La tension superficielle et l'action capillaire sont deux types de propriétés microscopiques des liquides. La différence entre la tension superficielle et l'action capillaire est que la tension superficielle est mesurée comme la force appliquée sur une certaine longueur de liquide donnée par l'unité N/m (Newton par mètre) tandis que l'action capillaire est mesurée comme la hauteur de la colonne de liquide qui est tirée vers le haut, contre la gravité donnée par l'unité m (mètre).
