Tension superficielle dans une bulle de savon

[invite0fdcf003]

Bonjour,

j'ai une petite question à propos de la tension superficielle dans une bulle de savon.

J'ai fait quelques recherches et j'ai retrouvé systématiquement le schéma de l'interface liquide-gaz qui montre que la résultante des forces appliquées aux molécules en surface est dirigée vers l'intérieur du liquide. Du coup, ils en déduisent que la surface tend à être minimale (par exemple, sur ce site http://membres.multimania.fr/montagr...ERFICIELLE.pdf)

Pour le film de savon d'une bulle, en ce qui concerne la surface intérieure, la résultante des forces serait donc dirigée vers le liquide et vers l'extérieur de la bulle puisque le film entoure un gaz. Si on suit le même raisonnement qu'au premier paragraphe, j'ai alors plutôt envie de dire que la surface intérieure a tendance à augmenter et que le travail apporté est opposé à l'augmentation de l'aire.
Puisque ce résultat est faux, y aurait-il quelqu'un pour m'expliquer la faille dans mon raisonnement ?

Merci d'avance !
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Les forces ne sont dirigées vers l'intérieur du liquide que si la surface est convexe (extérieur de la bulle ou d'une goûte). Si la surface est concave les forces sont dirigées vers l'extérieur du liquide. Et ceci est la conséquence (et non le contraire) du fait que la tension superficielle fait que l'énergie potentielle d'une surface est proportionnelle à la surface.
Au revoir.

[invite0fdcf003]

Tout d'abord, merci pour votre réponse.

Je vous ai bien entendu. La tension superficielle est du au fait qu'il faut fournir de l'énergie pour augmenter l'aire de la surface ( comme pour la mayonnaise quand on bat les œufs). D'où le travail de la force de tension superficielle.
Peut-on néanmoins expliquer son origine en raisonnant à l'échelle microscopique ? ie comment expliquer que cette force est dirigée vers l'extérieur du liquide quand il est du côté concave (autrement qu'énergétiquement ^^) ?

Cordialement.

[LPFR]

Bonjour.
Si dans certaines conditions de température et pression une substance se plait mieux à l'état liquide, c'est que les molécules s'attirent suffisamment entre elles.
Imaginez chaque molécule comme des schtroumpfs avec plusieurs bras qui attirent les molécules voisines. La situation de plus basse énergie potentielle se trouve quand le nombre de molécules en surface est minimal pour le volume du liquide donné. Pour un morceau de liquide sans contraintes, cette surface minimale est obtenue avec une forme sphérique. Pour une membrane tenue dans un anneau, la forme est un disque. Pour une surface avec des pressions différentes de chaque côté, la forme est celle d'une coquille sphérique (bulle de savon).
Le forces sont dirigées dans le sens où l'énergie totale diminue.
Les molécules de surface sont effectivement attirées vers l'intérieur du liquide. C'est bien pour cela qu'elles restent dans le liquide. Mais le changement de la forme du liquide ne change l'énergie totale qu'en fonction de la surface totale. Non de la forme du volume.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]