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Arrachement de l'anneau (Lecomte de Noüy)

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Arrachement de l'anneau (Lecomte de Noüy)

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*Principe
Un anneau métallique de poids P et de rayon r affleure à la surface d'un liquide. On descend le plateau jusqu'à l'arrachement tout en mesurant la valeur F de la force d'arrachement.
*Manipulation

1. Faire le montage.

2. Verser de l'eau dans la boîte de Pétri.

3. Mesurer le poids P de l'anneau.

4.  Noter la température de l'eau.

5. A l'aide de l'élévateur, faire affleurer la surface libre du liquide à l'anneau.

6. Abaisser progressivement la plateau de l'élévateur tout en surveillant les indication du dynamomètre.

7. Noter la valeur F de la force mesurée lors de la rupture du mécanisme(arrachement)

8. calculer me coefficient de tension superficielle A de l'eau à la température de l'expérience

* Matériels:

Boite de Pétri

Dynamomètre de haute précision

Liquide dont on cherche la tension superficielle

Anneau retenu par un fil de poids faible ( on peut faire l'expérience avc une petit plaque à la place de l'anneau)anneau fait en fil de fer

Bécher ou un récipient possédant une entrée suffisante pour pouvoir immergé l'anneau complètement

Pied pour fixer le dynamomètre

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Prendre des capillaires de diamètres différents et évaluer le rapport entre le diamètre des capillaires et l'ascension du fluide.
A TROUVER : des capillaires de diamètres intérieurs connus et différents.

TP:

*Objectifs :
-Observer le phénomène de capillarité dans un tube capillaire parfaitement mouillable.
- Vérifier la loi de Jurin et calculer le cœfficient de tension superficielle (ou tension superficielle)
* Principe
Quand on plonge un tube capillaire dans un liquide mouillant celui-ci monte dans le tube, il “s’accroche” à la paroi intérieure du tube en formant un ménisque. La loi de Jurin permet de calculer l’ascension h d’un liquide de masse volumique ρ dans un tube capillaire de diamètre intérieur 2r :

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A refaire avec plaque de SVT prendre une photo pour faire un pointage et pouvoir mettre en évidence le lien entre l'écartement et l’ascension du fluide.
Essayer avec des plaques de verres sur le même principe.
Changer le fluide pour mettre en évidence le coefficient de tension surfacique : en commençant avec de l'eau et rajouter peu à peu de l’éthanol et interprétation

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Trempons dans une coupelle d'eau deux plaques de verre assemblées pour former un coin de petit angle. L'eau monte entre les deux plaques, jusqu'à une hauteur qui dépend de la distance qui les sépare. Une très belle expérience qui illustre le phénomène d'ascension capillaire.

Fiche d'accompagnement de l'expérience:

2 lames de verre (dimensions approximatives : 4 cm ´ 6 cm), par exemple celles qui sont utilisées comme porte-objets avec les microscopes ;

un clou, un boulon ou une allumette (diamètre : de l'ordre de 3 mm ; longueur : environ 50 mm) ;

un bracelet élastique en caoutchouc ;

un petit récipient, par exemple une sous-tasse ;

éventuellement un solvant des graisses ou un détergent ;

éventuellement de l'encre ou un colorant.

Montage et réalisation

Poser deux petites plaques de verre l'une sur l'autre en interposant un clou sur l'un des côtés pour faire un coin.
Passer un élastique autour des plaques pour assurer la stabilité du dispositif (voir la photo). Les plaques doivent être très propres, exemptes de traces grasses. Il peut être utile de les dégraisser auparavant avec un solvant ou un détergent, de les rincer très soigneusement et de les essuyer. Poser ce coin dans une coupelle d'eau (éventuellement colorée). L'eau monte jusqu'en haut des plaques du côté où elles se touchent et reste pratiquement à la même hauteur de l'autre côté. Le niveau supérieur de l'eau entre les deux plaques a la forme d'une hyperbole (voir la photo).

Explications

L'eau placée dans un volume étroit limité par du verre monte sous l'effet des forces d'adhésion contre les parois de verre.
La hauteur dont s'élève le niveau de l'eau augmente lorsque la distance entre les parois de verre diminue.
Dans un capillaire de section circulaire, la hauteur est inversement proportionnelle au rayon intérieur.
Ici, l'espace entre les plaques n'est pas constitué de tubes cylindriques mais on observe bien que la hauteur dont s'élève le niveau de l'eau et la distance entre les plaques de verre sont inversement proportionnelles.
Cette distance étant nulle du côté du coin et augmentant lorsqu'on s'en éloigne, la surface de l'eau prend bien la forme d'une hyperbole.

Références

Tension superficielle et capillarité par Bernard Bonnel, Octobre 2006

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Trempons dans une coupelle d'eau deux plaques de verre assemblées pour former un coin de petit angle. L'eau monte entre les deux plaques, jusqu'à une hauteur qui dépend de la distance qui les sépare. Une très belle expérience qui illustre le phénomène d'ascension capillaire.

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http://www.jeulin.fr/media/pim/assets/DocumentsPDF/std.lang.all/5-/fr/Notice-243015-FR.pdf

http://phymain.unisciel.fr/capillarite-entre-deux-plaques-de-verre/

http://www.jeulin.fr/media/pim/assets/DocumentsPDF/std.lang.all/7-/fr/Notice-243017-FR.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=bVymxjEglUg

https://www.youtube.com/watch?v=e9fDle3vqc0