PRESENTATION DES FORCES QUI S'EXERCENT SUR LA BULLE : POURQUOI EST-ELLE STABLE?

La bulle de savon est composée de 2 boucliers tensioactifs. Le savon contient des macromolécules amphiphiles. Elles sont composées d'une tête hydrophile et d'une partie hydrophobe. Il y a donc deux interfaces : air/liquide et liquide/air. Les macromolécules stabilisent la bulle : en effet, elle baissent la tension superficielle de l'eau.

1°) La tension superficielle.

Pour mettre en évidence la tension superficielle, nous avons commencé par quelques expériences, comme celle du « fil tendu » : On dispose d'un carré en plastique , dont l'intérieur est séparé par un fil. On le plonge dans le liquide savonneux, un film se forme. On éclate le film de l'un des côtés du fil, et on remarque que le fil se tend vers le film restant. On en déduit que la pelicule tend à occuper une surface minimale : c'est à cause de la tension superficielle.

La tension superficielle est la force à la surface de séparation entre deux milieux. Dans les liquides, les molécules d'eau sont en interaction attractives entre elles ( forces de Van der Waals). Une molécule au sein d'un liquide est entouré de toutes parts par ses proches voisines, qui exercent sur elle des forces dans toutes les directions et dont le bilan est donc nul. Une molécule au contact de l'air est plus attirée vers les autres molécules d'eau que par l'air. La résultante des forces est donc vers l'intérieur. Le liquide a donc tendance à avoir une surface minimale.

air

eau

2°) La surpression.

Comme on vient de le voir, la tension superficielle tend à diminuer la surface de la bulle, et donc son volume. D'après l'équation des gaz parfaits, on a :

P. V = n . R . T P = ( n . R . T) / V

Ainsi, plus le volume diminue, plus la pression augmente.

Il y a donc surpression dans la bulle : la pression intérieure est plus grande que la pression extérieure.

Cette première partie nous a permis de démontrer