Questions aux experts

Bonjour,
Le réservoir est complètement rempli de liquide(en général de l'alcool coloré), ainsi qu'une partie du tube fin.La partie de tube qui n'est pas remplie de liquide semble vide alors qu'elle est rempli de vapeurs d'alcool(qui exercent une pression sur le liquide). Pour que ce liquide s'écoule il faudrait qu'il y ait de l'air au-dessus du liquide du réservoir, autrement dit que le réservoir soit ouvert sur l'extérieur, donc que la pression atmosphérique s'exerce sur le liquide. Même si le tube fin était plus gros, le liquide ne coulerait pas. Vous pouvez vous en rendre compte en prenant une paille, en la plongeant verticalement dans un liquide(jus de fruit) et en la sortant du liquide APRES AVOIR BOUCHE AVEC LE POUCE l'ouverture supérieure de la paille. Vous verrez que le liquide ne coule que si vous soulevez à peine le pouce. Du point de vue de la physique, le liquide dans la paille est soumis à la pression de l'air(atmosphérique) du seul côté ouvert. C'est cette pression qui le maintient. En ouvrant de l'autre côté, la pression de l'air s'exerce alors des deux côtés(donc égalité) et le liquide s'écoule par son propre poids.
A cela s'ajoute ce que vous avancez, c'est-à-dire que, du fait de la finesse du tube; le liquide va "s'accrocher" aux parois très voisines.

Le tube "capillaire" qui contient l'alcool est suffisamment fin pour que le liquide se comporte comme une "pâte" : on dit qu'il est "visqueux". Les molécules "s'accrochent" en quelque sorte au tube : c'est pour cela qu'il ne coule pas vers le bas.

Ce qu'on appelle les forces capillaires, ce n'est jamais que la manifestation de l'affinité du liquide pour la paroi : il colle à la paroi, (en langage scientifique on dit "mouiller" mais cela peut prêter à confusion). Lorsqu'on renverse un récipient, seul le liquide situé sur le bord peut s'accrocher à la paroi, le liquide du milieu à tendance à tomber sous l'effet de sous poids. Cependant, dans un tube très fin, il y a beaucoup de liquide sur le bord par rapport au liquide du milieu, dans ce cas, le liquide reste accroché à la paroi.C'est une question de proportion entre la surface et le volume du liquide.
Pour expliquer aux enfants, je ne suis pas un spécialiste... Vous pourriez peut-être tenter une analogie avec le tiré de corde : certains enfants tirent dans un sens (ils représentent les molécules de liquide qui veulent tomber), les autres enfants les en empêche en tirant dans l'autre sens (ils représentent les molécules de liquide qui s'accrochent aux parois. En faisant varier le nombre d'enfants des deux côtés, on peut faire varier l'équipe gagnante...
Pour visualiser l'effet de la taille d'un objet sur le rapport entre sa surface et son volume (ou entre son périmètre et son aire pour un objet plat), il suffit de faire un dessin : deux cercles de taille différente : P le petit et G le grand. Ils représentent les tubes. On rempli ces deux cercles de petits cerles tous identiques (qui représentent les molécules de liquide). Dans les deux cercles P et G on compte les petits cercles qui sont près du bord et ceux qui sont au milieu. Si on a à peu près bien choisi la taille des cercles, on voit que dans le cercle P il y a plus de petits cercles sur les bords qu'au milieu, alors que dans le cercle G, il y a plus de petits cercles au milieu que sur les bords. On peut aussi faire la manip avec des balles de tennis rangées dans des cartons de taille différente. Pour bien visualiser le nombre de balles sur les bords et au milieu, on peut choisir des balles de couleur différentes...

Pour plus d'information, vous pouvez aller voir les réponses à la question : Pourquoi le liquide d'une ampoule ne s'écoule-t-il pas lorque l'on casse un seul côté ? sur le site de lamap.