ACCUEIL

 

Article complet au format pdf, cliquer ici

ascension capillaire dans les tubes : loi dite de Jurin


Frédéric Élie,

(avril 2017)

La reproduction des articles, images ou graphiques de ce site, pour usage collectif, y compris dans le cadre des études scolaires et supérieures, est INTERDITE. Seuls sont autorisés les extraits, pour exemple ou illustration, à la seule condition de mentionner clairement l’auteur et la référence de l’article.

Lorsqu'un tube relativement mince est trempé verticalement dans un liquide on constate une ascension du liquide dans le tube jusqu'à une certaine hauteur : on l'explique alors par l'action des forces capillaires, ou de tension de surface du liquide, c'est pourquoi on désigne ce phénomène par « ascension capillaire ». La hauteur obtenue résulte de l'équilibration entre les forces capillaires et la force de pesanteur. Traditionnellement, la relation qui existe entre la hauteur maximale et le diamètre du tube est dite « loi de Jurin » (1718); en fait, historiquement, la formalisation des observations effectuées remonte à Francis Hauskbee (fin du XVIIe siècle, contemporain de Newton, qui s'appropria les travaux de Hauskbee sans le citer !) reçut une explication théorique complète par Laplace, lequel est, comme on le sait, le découvreur des phénomènes de tension superficielle des liquides (loi de Laplace, 1806).

La loi de montée capillaire, ou « loi de Jurin », confirme que la hauteur de l'ascension du liquide est d'autant plus grande que le diamètre du tube est petit, et selon la théorie de Laplace, ce diamètre doit être au plus égal à la longueur capillaire du liquide pour que cela se produise (soit au plus 2,7 mm pour l'eau).

Dans cet article, nous avons cherché à retrouver cette loi par une expérience faite « sur un coin de table » (comme d'hab!), avec un tube en verre de diamètre 2 mm. La manip est présentée et commentée après un bref rappel des théorèmes relatifs aux forces capillaires.

Noter que l'ascension capillaire intervient dans beaucoup de domaines du quotidien : imprégnation dans les milieux spongieux ou poreux, circulation de la sève des végétaux (pour laquelle, d'ailleurs, le processus capillaire est complété par les forces dues à la pression osmotique), etc.

©Frédéric Éliehttp://fred.elie.free.fr, avril 2017