La tension superficielle

La tension superficielle est une propriété caractéristique qui concerne esentiellement les liquides bien qu'on puisse la définir également pour des solides. Les forces intramoléculaires qui existent dans les liquides (par exemple, les liaisons hydrogène dans le cas de l'eau) conditionnent plusieurs propriétés importantes des liquides comme la tension superficielle ou la viscosité.

Au sein d'un liquide, une molécule entourée par ses voisines est soumises à des forces d'interaction réparties de façon plus ou moins isotrope. La contrainte énergétique globale à laquelle est soumise une molécule située à l'intérieur du milieu liquide est plus faible, du fait du caractère isotrope des forces exercées, que la contrainte à laquelle est soumise une molécule située à la surface du liquide. Pour amener une molécule de l'intérieur de la phase liquide vers la surface, il faut fournir de l'énergie.

Le travail dw nécessaire pour créer une nouvelle surface est proportionnel au nombre de molécules amenées de l'intérieur vers la surface donc propotionnel à la nouvelle surface créee notée dA. Le coefficient de proportionalité est appelé g (gamma). Il a les dimensions d'une force par unité de longueur.

g (gamma) est la tension superficielle.

g (gamma) est exprimé en millinewtons par mètres; ce qui équivaut aux dynes par cm du système cgs.

Plus la tension superficielle est élevée, plus l'énergie nécessaire à la migration des molécules de la masse liquide vers la surface est grande.

La tension superficielle de l'eau est environ 3 fois plus grande que celle des autres liquides courants à cause des liaisons hydrogène nombreuses entre les molécules d'eau.

En absence de pesanteur, dans l'espace, l'eau ou les liquides se mettent sous forme de sphères parce que cette forme permet à chaque molécule de la phase liquide d'avoir le maximum de voisines donc l'énergie la plus basse.

Les tensioactifs permettent de diminuer la tension superficielle de manière importante.