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Pourquoi les bulles sont-elles rondes ?

Question/RéponseClassé sous :Matière , bulle , rond
Une bulle... / Crédits : Porcelaingirl

Leur forme est en relation avec la tension superficielle.

Explication : si vous vous approchez de la surface d'une mare, vous y verrez des insectes « marcher sur l'eau » comme s'ils se déplaçaient sur une espèce de feuille élastique, phénomène directement lié à la  tension superficielle. Si vous essayez de briser la surface d'un bol d'eau avec un morceau de papier mince, là aussi, vous verrez le papier se courber avant de franchir totalement la surface : encore un coup de la tension superficielle !

Celle-ci est liée aux liens des molécules qui composent l'eau. Imaginons que ces molécules aient six liens - ou ponts - avec les molécules voisines : un pour la molécule au-dessus, un pour celle qui se trouve dessous, un pour la molécule à gauche, un pour celle à droite, un pour celle en avant et un dernier pour celle qui se trouve en arrière. Les molécules qui sont situées à la surface d'une mare n'ont pas de voisines au-dessus d'elles, donc le lien restant va à une molécule voisine sur la surface.

Autrement dit, chaque molécule située à l'interface eau-air à un lien à compléter l'attirant au final vers une autre molécule de surface. Ces forces supplémentaires lient plus fermement les molécules de surface dans tous les liquides (elles sont plus attirées côté liquide que côté air). L'effet se produit lorsque l'eau rencontre l'air ou un autre gaz. Résultat, la surface est « tendue comme une arbalète » ! D'où le terme de tension de surface ou plus communément, tension superficielle...

L'effet se présente également dans une bulle. Lorsqu'une bulle se remplit de gaz, elle essaye de se tenir en une structure la plus stable possible dans une surface la plus petite possible. Dans ce cas, la forme naturellement produite est celle d'une sphère en raison de la petite surface obtenue comparée au volume, et du peu d'énergie nécessaire à sa création. Les bulles qui apparaissent dans l'air sont légèrement différentes, bien que là aussi, elles soient maintenues par la tension superficielle. Dans les bulles de savon, un équilibre est atteint entre la tension superficielle du fi lm de savon (qui tente de faire rétrécir la bulle) et la pression extérieur de l'air (qui tente de faire exploser la bulle). Voilà pourquoi faire une telle bulle fait appel à une certaine habileté : la bulle risque d'éclater ou de s'effondrer si l'équilibre n'est pas atteint.

Cette question-réponse est extraite du livre Les chats ont-ils un nombril ?, édité par EDP-Sciences. Pour découvrir d'autres questions-réponses amusantes sur ce thème, n'hésitez pas à acheter le livre.
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