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Qu'est-ce que la tension superficielle ?


Appelée tension de surface ou énergie d'interface ou bien encore énergie de surface la tension superficielle est une force qui existe au niveau de toute interface entre deux milieux différents (entre un solide ou un liquide et un gaz). La tension entre des milieux identiques: deux solides, deux liquides, ou également entre un liquide et un solide est généralement appelée: la tension interfaciale.
C'est donc cette force, la tension superficielle, qui permet à la goutte d'eau de ne pas s'étaler sur une feuille, ou à certains insectes de marcher sur l'eau, ou bien encore qui permet cette forme bombée de l'eau dans un verre à ras bord avec la notion de capillarité.


tension de surface


Tension superficielle: exemple de l'eau


Les molécules d'eau sont attirées entre elles par l'énergie moléculaire et les molécules périphériques le sont donc uniquement en direction de l'intérieur, ce qui dans certains cas forment une goutte d'eau (la sphère étant la forme de surface la plus petite possible).


Si l'on place cette goutte ronde sur un support à faible énergie de surface, les forces d'attractions internes de la goutte seront prépondérantes et la goutte aura un minimum de contact avec le matériau (ex. film plastique).

tension superficielle

Si au contraire, le matériau (ex. verre) développe une énergie moléculaire de surface qui se rapproche de celle de l'eau, cette énergie aura tendance à contrebalancer les forces à l'intérieur de la goutte et celle-ci aura tendance à augmenter sa surface interfaciale avec le matériau, aplatissement de la goutte, mouillabilité.


Si au lieu d'utiliser de l'eau, on utilise un liquide beaucoup plus faible en énergie (ex. hydrocarbure, alcool, ...) sur un film plastique bien que de faible énergie mais suffisante, ce film provoquera par attirance interfaciale l'applatissement de la goutte d'alcool (le matériau réussira à être prépondérant sur les forces internes dans la goutte d'alcool, cette goutte s'étalera encore mieux sur le verre mouillable à l'eau, donc d'énergie encore plus élevée que le plastique)...


tension superficielle

Unité de mesure de la tension superficielle


L'unité de mesure de la tension superficielle est le newton par mètre (N.m-1) qui est équivalent aux joules par mètre carré (J.m-2) qui est l'unité d'énergie de surface (ou dyne/cm).
La tension superficielle est la force qu'il faut appliquer à un liquide pour provoquer l'extension de sa surface. On peut définir l'énergie d'interface comme un surplus d'énergie chimique lorsque les molécules de surface se trouvent à l'intérieur du liquide.


De la théorie à la pratique


La tension superficielle est très importante notamment dans les processus industriels. Plus elle est élevée, plus l'adhésion d'une substance (colle, encre) appliqué sur le matériau sera bonne.
Plus d'informations sur la tension superficielle naturelle de différents plastiques.

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