TG
ANGLE DE CONTACT ET VOLUME
Comment évolue la tension superficielle en fonction de la température d'un liquide?
Dans la parie précédente, nous avons évoqué le fait que nous avons utilisé une micropipette pour mieux voir l'évolution de l'angle de contact de nos gouttes, en fonction de la concentration de sel respective à chacune. Cependant, une fois que nous avons pris une photo d'une goutte de 5 µl, et que nous avons comparé celle-ci à une goutte de 1 ml, nous nous sommes aperçu d'une chose qui semblait pourant si évidente: leurs formes sont radicalement différentes. Nous nous sommes alors fortement douté que l'on pouvait donc déterminer la forme d'une goutte, également au travers du volume d'eau qui la compose, ce qui semble plus que logique, puisqu'au bout d'un certain moment, la goutte possède une masse telle que la gravité terrestre exerce plus de force que la tension superficielle, ce qui entraîne donc une déformation de la goutte observée. Pour vérifier notre conjecture, et lever le voile sur les quelques doutes qui restaient sur notre théorie, nous avons donc mis en place une expérimentation visant à mesurer l'évolution de l'angle de contact de la goutte avec la surface hydrophobe. Pour ce faire, la méthode décrite à la page Angle de contact et tension de surface sera toujours utilisée, mais l'eau sera ici la même. La seule chose qui a varié lors de notre observation a été le volume des gouttes étudiées. Voici donc les photos que nous avons étudié et étalonné, puis le tableau et le graphique réalisés avec nos mesures:
Les photos que nous avons ici sont les résultats de nos expériences. Pour pouvoir comparer les angles de la manière la plus effective possible, nous avons aligné des gouttes allant de 5 µl à 1 µl de la gauche vers la droite sur une surface hydrophobe, puis comme à notre habitude, nous avons pris une photo pour la traiter par informatique. La seconde photographie, repose sur la même manipulation, sauf que nous avons pris 100 µl, soit 0,1 ml que nous avons placé sur la même surface hydrophobe. On peut notifier le fait que la différece de l'angle de raccordement entre les gouttes des deux photos est flagrante. Cette différence est par ailleurs confirmée par le graphique fait à partie du tableau ci-dessus (Note: les données de la goutte de 0,1 ml n'apparaissent pas dans le tableau et sur le graphique pour pouvoir avoir un graphique clair avec les données en µl). Ce graphique confirme notre théorie et montre bien que l'angle de contact varie en fonction en fonction du volume de la goutte.
On peut noter que la théorie que nous avons émis (vérifiée par David Quéré, le plus grand expert français sur le sujet, et son équipe de physiciens) se retrouve dans la nature. En effet, lors de la chute d'une goutte de pluie, si celle-ci a un diamètre supérieur à 3mm, sa vitesse, sa chute élevée, et son poid, auront une force plus grande que la tension superficielle de la goutte, et la déformeront en la remplissant d'air, jusqu'à ce qu'elle explose en se scindant en plusieurs autres gouttes, qui elles resteront quasi sphériques jusqu'à ce qu'elle heurte une surface. C'est ce qui explique le fait qu'une goutte de pluie ne dépasse en géréral pas 3 mm lorsqu'elle tombe sur Terre.
Conclusion:
Comme nous le pensions, le volume influe sur l'angle de contact et donc sur la forme d'une goutte.