Rappels sur les phénomènes de capillarité

Au sein d'un liquide (ou un solide), l'ensemble des forces de liaisons s'annulent mais à la surface, ces forces de liaisons ont une résultante dirigée vers l'intérieur et la surface se comporte comme si elle était soumise à une pression extérieure.
La tension superficielle A correspond à une force qui s'exerce sur une longueur unité d'une courbe imaginaire découpant la surface d'un liquide (ou d'un solide) pour maintenir en contact les deux parties coupées.
Dans un tube capillaire contenant un liquide l'interface air-liquide s'incurve pour former un ménisque. La surface du liquide est assimilable à la paroi d'une bulle d'air de rayon R et l'élévation du liquide dans le tube compense la différence de pression entre les deux côtés de la paroi. (loi de Laplace).
On pose θ l'angle de raccordement du liquide avec le verre du tube. Pour les liquides qui mouillent parfaitement (eau pure sur verre propre ou solvant organique) cet angle est nul.
S'il est inférieur à 90°, le liquide mouille imparfaitement le verre (eau sur verre gras). S'il est supérieur à 90° le liquide ne mouille pas (mercure). 
Si l'on admet que le ménisque est une calotte sphérique de rayon R et si le rayon du capillaire est r, on a la relation :
r = R.cosθ . 
D'après la loi de Laplace, la hauteur de l'élévation du liquide dans le tube est donnée par la relation :
h = 2A.cos(θ)  / r.g.ρ (ρ masse volumique du liquide).
Cette relation constitue la loi de Jurin.

La constante de tension superficielle A s'exprime en N.m^-1. Cette grandeur traduisant la valeur des forces de liaisons dépend fortement de la température.
Pour les liquides non mouillants, on observe une dépression. Pour le mercure θ  = 135° et A = 0,47 N.m^-1.

Utilisation :

Déterminer la valeur de la constante A pour les différents liquides étudiés.
Les valeurs correspondent à une température de 20°C.
L'échelle verticale est graduée en mm. En glissant  la souris (cliquer dans le carré rouge), on peut déplacer le réticule.
Pour réaliser pratiquement cette expérience, il est impératif que le tube capillaire et le récipient soient parfaitement propres (lavage au mélange sulfo-chromique conseillé). Pour l'eau, il faut utiliser de l'eau fraîchement distillée.